邢 磊
【摘 要】介绍了梁北矿本煤层钻孔原有封孔工艺存在的问题，应用PD水泥封孔材料，通过改进封孔工艺和方式，大大提高了封孔质量，即保证了煤层区域措施预抽效果，提高抽采浓度和抽采量，降低煤体瓦斯含量，又实现了高浓度瓦斯的抽采与利用，取得了显著效果。
【关键词】本煤层钻孔 封孔技术 瓦斯抽放
一、概况
梁北矿属于煤与瓦斯突出矿井，瓦斯治理工作一直都是日常工作中的重中之重，为了杜绝瓦斯事故，保证安全生产，必须采取有效的煤层抽采措施，降低煤体中的瓦斯含量，并实现瓦斯抽采利用，变废为宝。
梁北矿煤层赋存稳定，平均煤厚4.2m，一般3－6m，煤层倾角11°～13°，平均12.5°，其直接顶为沙质泥岩及细砂岩，直接底板为沙质泥岩和细砂岩，瓦斯含量4.91－13.97m3/t，煤层瓦斯压力1.0－3.65Mpa，煤的坚固性系数0.15-0.3，煤层透气性系数0.0011—0.0454m2/Mpa2.d。为了有效治理瓦斯，采煤工作面采取本煤层顺层抽采钻孔措施，煤巷掘进工作面采取挂耳钻场预抽及卸压钻孔措施，对煤体瓦斯进行抽采及利用。本煤层钻孔均采用Φ94mm钻头，钻孔深度视情况而定，一般都在60m以上，钻孔倾角沿煤层顶板设计，可分为上行孔、下行孔、平孔三种类型。
二、各类钻孔封孔工艺
1、本煤层抽放钻孔上行孔：
⑴封孔工艺：
梁北矿本煤层瓦斯抽放孔上行孔，倾角12°，孔深不一，孔径94mm，为煤孔，封孔步骤为：
①钻孔施工完毕退钻杆时，退至孔内剩余钻杆约20m时，开启压风，将钻孔内煤粉吹出一部分；
②钻杆完全退出后，使用钻孔煤粉处理管送入孔内15-20m，开启压风，将剩余煤粉吹出钻孔；
③准备封孔管：采用Φ32mm×13m聚乙烯封孔管一根，一端有1m长集气孔段，封孔长度10-12m。孔口预埋一根Φ20mm×3m聚乙烯管作为注浆管。在聚乙烯封孔管管口段和集气孔段后部约0.5～0.8m处，用扎丝各捆扎封孔毛巾（集气孔段后部用整条毛巾），并在毛巾前后增加挡圈（挡圈可用棉纱缠绕，防止封孔药液膨胀时在孔内乱流堵塞集气孔段的吸气小孔。），挡圈宽度为50mm左右，直径75～80mm；
④将两套封孔药液（两黑两白）在专用容器内搅拌至均匀泛白；
⑤每条毛巾上各倒两桶聚氨脂封孔药液（一黑一白），并迅速将毛巾缠绕在封孔管上，用扎丝将前后两处毛巾捆扎牢固并快速送入孔内；
⑥封孔管送入孔内后，钻孔孔口用水泥砂浆封堵，封堵长度为0.3-0.5m，具体位置见图1所示；
⑦配制水泥浆：水泥砂浆按照PD材料：水泥：水=1：3：2（体积比）的比例混合，并搅拌均匀；
⑧注浆时，通过一根Φ25mm×0.5m铁管（一端焊接Φ25mm直通）连接注浆泵和Φ20mm×3m注浆管（Φ20mm注浆管插入Φ25mm铁管）。水泥砂浆通过注浆管注入钻孔内，充满两段聚氨酯封堵之间的空间，达到封孔目的。
如图1所示：
图1 上行孔封孔工艺示意图
⑵注意事项：
①为保证封孔效果，封孔前必须对钻孔内煤粉进行清理；
②封孔管集气孔段一定要保证被纱窗全部缠绕，并用扎丝穿孔扎紧；
③孔底和孔口均用聚氨脂封堵，因聚氨脂混合后反应迅速，所以必须同时将两套药液混合并同时倒上毛巾缠绕，以保证能将封孔管全部送入孔内；
④孔口因施工过程中钻杆刮蹭，导致孔口不规则，必须用水泥固孔，保证不漏气，能承压。
2、本煤层抽放钻孔下行孔：
⑴封孔工艺：
本煤层瓦斯抽放孔下行孔，倾角-12°，孔深不一，孔径94mm，为煤孔，封孔步骤为：
①钻孔施工完毕退钻杆时，退至孔内剩余钻杆约20m时，开启压风，将钻孔内煤粉吹出一部分；
②钻杆完全退出后，使用钻孔煤粉处理管送入孔内15-20m，开启压风，将剩余煤粉冲出钻孔；
③准备封孔管：采用Φ32mm×13m聚乙烯封孔管一根，一端有1m长集气孔段，封孔长度10-12m。聚乙烯封孔管集气孔后部约0.5-0.8m处，用扎丝捆扎长1.4m的整条封孔毛巾，并在毛巾前后增加挡圈（挡圈可用棉纱缠绕，防止封孔药液膨胀时在孔内乱流堵塞集气孔段的吸气小孔。），挡圈宽度为50mm左右，直径75～80mm；
④将两套封孔药液（两黑两白）在专用容器内搅拌至均匀泛白；
⑤在毛巾上倒上两套聚氨脂封孔药液（两黑两白），并迅速将毛巾缠绕在封孔管上，用扎丝将毛巾捆扎牢固并快速送入孔内；
⑥配制水泥浆：水泥砂浆按照PD材料：水泥：水=1：3：2（体积比）的比例混合，并搅拌均匀；
⑦注浆时，使用一根较长的注浆软管插入孔底，开启注浆泵，在浆液由孔底向孔口升高直至注满钻孔以后，拉出注浆软管，孔口用黄泥或水泥封堵，达到封孔目的。
如图2所示：
图2 下行孔封孔工艺示意图
⑵注意事项：
①为保证封孔效果，封孔前必须对钻孔内煤粉清理；
②封孔管集气孔段一定要保证被纱窗全部缠绕，并用扎丝穿孔扎紧；
③孔底聚氨脂封堵必须使用整条毛巾，聚氨脂封孔药用两套（四瓶，两黑两白），保证孔底封堵严密，防止水泥砂浆向钻孔深部泄露。
3、本煤层抽放钻孔平行孔：
本煤层抽放钻孔平行孔一般在煤巷掘进和挂耳钻场中施工较多，钻孔角度趋于水平，封孔用水泥砂浆注入钻孔后易从孔口流出，所以采取上行孔封孔方式即可满足封孔要求。
三、结语
封孔技术的应用很好的解决了本煤层抽放钻孔施工后抽采效率低的问题，提高了钻孔内瓦斯抽采利用率，减少了煤体内瓦斯的含量，为煤巷的掘进和工作面的安全回采提供了有效保证，杜绝了瓦斯事故发生。该技术在双突矿井的煤巷超前钻孔和工作面本煤层抽放钻孔施工领域，具有较大的使用推广价值。下载本文
