情况和瓦斯状况,对抽采钻孔布臵方式及相应参数进行适当调整和修正。但施工时必须做到一工程一设计,以提高瓦斯抽采效果,确保矿井安全生产。
⑷、 封孔工艺
抽采钻孔封孔方式主要有水泥注浆泵封孔、聚胺脂封孔等。封孔段长度:顺煤层钻孔封孔长度不小于8m,穿层钻孔封孔长度不小于于5m。
①、水泥注浆泵封孔
采用水泥注浆泵封孔,一般选用矿用注浆封孔泵,封孔长度容易达到设计要求,封孔效率高,钻孔封孔效果好,但操作较为复杂。
a、封孔材料及配比
封孔材料选用425硅酸盐水泥作为主要原材料,石膏为膨胀剂,其作用是避免凝固后收缩钻孔出现裂缝。其配合重量比一般为:水:水泥:石膏=100:60:12。
b、封孔管及连接
封孔管采用抗静电的工程塑料管或铁管。
煤层钻孔孔内抽采管长度一般9m,封孔长度为8m,抽采导管及封孔管选用DN25mm的具有煤安标志的“双抗”矿用PVC管或铁管,抽采管在孔内端钻10~20个直径10mm的小孔,并将孔内终端侧加热后踩扁。
封孔前先将抽采管和封孔注浆管固定在钻孔内,固定方法采用木塞,套管露出孔口100~150mm。套管固定方法详见图4-1。
c、工艺过程
一般在打钻将要结束时就可开始准备水泥砂浆。水泥砂浆一般应
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加入适量的石膏作膨胀剂,以避免凝固后收缩出现裂缝。当
图4-1 钻孔封孔剖面示意图
软木塞挡板 水泥砂浆 注浆管′双抗塑料管20′双抗塑料管钻孔倾角较小时可适当增大浆液的浓度。注浆泵与所封钻孔的连接如图4—2所示。
图4—2 封孔泵与被封钻孔的连接图
封孔泵水泥浆注浆管钻孔抽放管井下封孔操作方法为:
ⅰ、检查封孔泵是否完好,封孔所需用的工具,配件等是否带全;
检查抽采钻孔所需的抽采管是否齐全,长度是否达到要求(DN25mm,每根长度9m);
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ⅱ、 根据井下顺层抽采钻孔的封孔深度,计算所需要的水泥量;
ⅲ、直接将井下装水泥的袋子缠绕在抽采管上,送入钻孔内封住孔口,其做法如下图4—3所示:
4—3井下注浆封孔方法示意图
30cm(1)
抽放管抽放管与注浆管的摆放接注浆管水泥纺织袋
(2)
水泥纺织袋的准备纺织袋的缠绕方式(3)麻线(4)
麻线捆紧(5)
送入孔内
(6)进行注浆——将抽采管的一端与注浆管摆放在一起,其重叠处约30cm左右; ——准备编织袋(将水泥倒入封孔泵的搅拌器内后,就可空出); ——将袋子开口端向孔口处,如图(4)所示将抽采管与注浆管缠绕; ——用麻绳或麻线等,将抽采管、注浆管及编织袋捆紧; ——如图(6)所示送入孔内。 ②、聚氨脂封孔
聚氨脂封孔就是由异氰酸酯和聚醚并添加几种助剂反应。
聚氨脂封孔采用卷缠药液与压注药液2种工艺方法。现主要应用的是卷缠药液法,封孔深度一般为5~8m,见图4-4。
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图4—4 聚氨脂封孔示意图
钻孔抽放管前挡板麻布聚氨酯后挡板聚氨脂封孔操作简单,省时省力,气密性好,抽采效果好,但封孔成本略高于水泥浆封孔。
③、封孔工艺及设备的确定
综合以上两种封孔方法的特点,由于该矿钻孔以顺煤层钻孔为主,根据钻孔孔口段煤(岩)性质、裂隙发育程度及孔口负压等情况,结合其它矿井(兴文县五星煤矿及芙蓉矿区各矿)的封孔经验,钻孔封孔方法确定为水泥注浆泵封孔,封孔设备为BFZ-10/1.2(2.4)型矿用注浆封孔泵,考虑一台使用,一台备用,
⑶、石门揭煤预抽预抽煤层瓦斯
石门揭穿突出煤层,运输石门是从煤层顶板岩柱穿过煤层进入底板的全部作业过程,回风石门是从K5巷道穿过K6底板揭开K6煤层进入顶板的全部作业过程,都必须按防突设计的要求严格执行预测预报、防突技术措施、措施效果检验和安全防护“四位一体”的防突措施。有条件时尽量采取揭空石门,减少揭煤次数。根据石门揭煤防突技术措施的要求,石门揭煤前必须预抽被揭煤层瓦斯。预抽钻孔按以下原则设计。
则该矿应配备二台注浆封孔泵。
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钻孔布臵原则:
Ⅰ、 石门揭煤工作面控制范围应根据煤层的实际突出危险程度确定,但必须控制到巷道轮廓线外15m以上(煤层倾角>8°时,底部或下帮5m)。钻孔必须穿透煤层的顶(底)板0.5m以上。如图4-5。
Ⅱ、 钻孔孔径要求Φ65~Φ90mm,钻孔终孔间距以钻孔有效影响半径为依据,一般可为2~3m。
Ⅲ、 施工抽采钻孔时,净岩柱(石门巷道最凸出边缘距最近煤层的法向距离)尺寸必须保证在5m以上。
Ⅳ 、施工措施孔前必须制订措施和进行针对性的设计,设计应包括钻孔布臵平面图、剖面图、开孔位臵图、钻孔设计参数表、施工要求等。竣工后应验收并认真绘制钻孔竣工图,如果与设计参数有较大误差时,应进行补孔。
图4-5 石门揭煤抽放钻孔布臵
15m15mA2m15m15m5m (4)、顺层钻孔预抽煤层瓦斯
A----A经采取了底板网格抽放钻孔预抽煤层瓦斯后,在掘进过程中
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5m 2mA
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