黃 良李希建孫守義何登華許 浪

（1.貴州大學(xué)礦業(yè)學(xué)院，貴州省貴陽市，550025；2.復(fù)雜地質(zhì)礦山開采安全技術(shù)工程中心，貴州省貴陽市，550025；3.貴州省非金屬礦產(chǎn)資源綜合利用重點實驗室，貴州省貴陽市，550025；4.貴州大學(xué)瓦斯災(zāi)害防治與煤層氣開發(fā)研究所，貴州省貴陽市，550025；5.貴州發(fā)耳煤業(yè)有限公司，貴州省六盤水市，553000）

三堵兩段式下行孔注漿測壓技術(shù)在發(fā)耳煤礦的應(yīng)用*

黃 良1，2，3，4李希建1，2，3，4孫守義5何登華5許 浪5

（1.貴州大學(xué)礦業(yè)學(xué)院，貴州省貴陽市，550025；2.復(fù)雜地質(zhì)礦山開采安全技術(shù)工程中心，貴州省貴陽市，550025；3.貴州省非金屬礦產(chǎn)資源綜合利用重點實驗室，貴州省貴陽市，550025；4.貴州大學(xué)瓦斯災(zāi)害防治與煤層氣開發(fā)研究所，貴州省貴陽市，550025；5.貴州發(fā)耳煤業(yè)有限公司，貴州省六盤水市，553000）

以貴州發(fā)耳煤礦7#煤層為研究對象，分析了發(fā)耳煤礦現(xiàn)有下行孔注漿封孔測壓技術(shù)中存在的問題，提出了三堵兩段式注漿封孔測壓方法。該技術(shù)的應(yīng)用解決了下行孔封孔測壓時受孔內(nèi)積水或圍巖裂隙水影響封孔質(zhì)量問題，現(xiàn)場應(yīng)用取得了良好效果，為下行孔測定瓦斯壓力積累了寶貴的實踐經(jīng)驗。

煤層瓦斯壓力 注漿測壓 下行孔 三堵兩段式

煤層瓦斯壓力是反映煤與瓦斯突出的重要指標(biāo)之一，也是反映保護層開采效果的重要參數(shù)。準(zhǔn)確測定煤層瓦斯壓力是礦井防治瓦斯工作各項安全措施方案設(shè)計和實施的依據(jù)和重要基礎(chǔ)，是確保礦井安全生產(chǎn)工作內(nèi)容之一，要準(zhǔn)確測定煤層瓦斯壓力，鉆孔的封孔質(zhì)量非常關(guān)鍵。在發(fā)耳煤礦上保護層開采效果研究過程中，為了測定被保護層瓦斯壓力，受工程條件的限制必須施工下行孔對被保護層瓦斯壓力進行測定。在施工下行孔過程中，受鉆孔內(nèi)積水影響，常用的注漿封孔方法已不能準(zhǔn)確測定煤層瓦斯壓力，為此提出了三堵兩段式注漿封孔測壓技術(shù)并在現(xiàn)場進行了試驗，取得了良好的效果。

1　礦井概況

發(fā)耳煤礦位于貴州省六盤水市水城縣南部，屬煤與瓦斯突出礦井，可采及局部可采煤層19層，平均總厚26.82 m。穩(wěn)定及較穩(wěn)定的煤層從上到下依次為1#、3#、5-2#、5-3#、7#、10#、12#、13-1#、13-2#、14#、16#、17#、23-2#共13層煤，平均總厚度19.42 m。接替工作面15301工作面屬5-3#煤層，將15301工作面底抽巷作為下部7#煤層10702工作面頂抽巷，為研究15301工作面開采對7#煤層保護效果，需測定7#煤層原始瓦斯壓力和殘余瓦斯壓力等參數(shù)。

2　現(xiàn)有封孔測壓工藝介紹

2.1現(xiàn)有封孔測壓工藝

發(fā)耳煤礦現(xiàn)有測壓工藝是在施工下行孔時鉆孔穿過煤層3～5 m用于沉淀孔渣（在下行孔施工過程中，由于孔內(nèi)煤渣不易排出孔外，為了更大限度減少煤渣影響，鉆孔施工到設(shè)計位置之后多施工3～5 m，用于沉淀孔內(nèi)不易排出的煤渣），現(xiàn)有測壓工藝中測壓管長度為12 m。在測壓管前端2 m處每隔10 cm加工一個孔徑為1 cm的小孔作為篩孔段，在篩管末端焊接一個直徑為50 mm圓形擋盤，在擋盤后纏繞棉紗，并將馬麗散直接倒在棉紗上并迅速將測壓管送入孔內(nèi)，等待20 min左右再往孔中加入普通水泥砂漿。發(fā)耳煤礦現(xiàn)有測壓工藝如圖1所示。

圖1　發(fā)耳煤礦現(xiàn)有測壓工藝示意圖

2.2存在的問題

（1）將馬麗散人為直接倒在棉紗上，馬麗散混合程度不均勻，其反應(yīng)發(fā)泡效果不能達到試驗和實際要求。

（2）在將測壓管送入孔內(nèi)時，由于孔內(nèi)積水將棉紗上馬麗散沖散，馬麗散將被隨水帶走，使馬麗散失效，水泥砂漿進入測壓室，導(dǎo)致封孔失敗。

（3）水泥砂漿凝固時因受孔內(nèi)積水或圍巖裂隙水影響凝固時間過長且凝固后收縮，孔壁封孔不滿。

（4）孔口沒有進行馬麗散密封，水泥砂漿凝固后收縮，可能導(dǎo)致從孔口漏氣。

3　三堵兩段式封孔工藝介紹

三堵兩段式封孔工藝是將測壓管長度增加到18 m，在擋盤后先螺旋式纏繞一段長度約30 cm的棉紗，并用放炮線螺旋式纏緊，將袋裝馬麗散直接綁在測壓管上，就地取材將裝水泥的口袋纏繞在馬麗散外圍，防止在送測壓管時候?qū)ⅠR麗散袋損壞，緊接馬麗散再纏繞長度約30 cm的一段棉紗，使得馬麗散呈前后棉紗保護狀態(tài)。此時取下馬麗散袋上截止閥（一袋馬麗散里面用截止閥隔開，分為A、B兩部分），將A、B兩部分混合均勻，發(fā)生反應(yīng)膨脹，并將測壓管送到孔中，等待約20 min后注入含有10%的膨脹劑和小于3%的凝固劑的水泥砂漿，待水泥砂漿充滿測壓管段1/2左右，停止注漿，再將另一袋馬麗散用水泥口袋包裹，打開截止閥使A、B兩部分混合均勻，并迅速借用連抽管將馬麗散送入孔內(nèi)，將部分凝固劑放入棉紗，將棉紗和凝固劑送入孔內(nèi)，待聽到馬麗散膨脹將包裝袋漲破的響聲后，再繼續(xù)注入凝固劑、膨脹劑混合的水泥砂漿。注漿離孔口約50 cm后，停止注漿，再用一袋馬麗散將孔口封堵嚴(yán)密，等待24 h后再安裝壓力表進行測壓。三堵兩段式測壓工藝示意圖如圖2所示。

圖2　三堵兩段式測壓工藝示意圖

4　現(xiàn)場應(yīng)用

根據(jù) 《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》要求，結(jié)合發(fā)耳煤礦巷道布置關(guān)系，選擇在位于5-3#煤層和7#煤層之間的巖石巷道即15301底抽巷巷右?guī)?號硐室進行測壓，具體參數(shù)如表1所示。

表1　煤層瓦斯壓力測定參數(shù)

現(xiàn)場封孔結(jié)束后，經(jīng)過24 h安裝閘閥和壓力表，利用便攜式瓦檢儀檢查裝置氣密性，兩表均無漏氣現(xiàn)象，表明封孔嚴(yán)密，每天觀測壓力一次，兩壓力表分別從初始的0.4 MPa和0.2 MPa逐步升高，升高趨勢由快到慢最后趨于穩(wěn)定，且前10 d壓力變化較快。兩壓力表在第14 d后趨于穩(wěn)定，穩(wěn)定值分別為1.45 MPa和1.43 MPa?，F(xiàn)場壓力變化趨勢如圖3所示。

圖3　現(xiàn)場壓力變化趨勢圖

5　三堵兩段式封孔工藝優(yōu)點

（1）現(xiàn)場試驗表明三堵兩段式注漿封孔測壓工藝能滿足要求，且操作相對簡單，實用性強，安全性好，經(jīng)濟性好，為下行孔測壓積累了寶貴的現(xiàn)場經(jīng)驗。

（2）在中部增加一段馬麗散棉紗凝固劑封堵段，可以適當(dāng)?shù)販p少后段水泥砂漿重量對前端堵頭影響，更大限度地提高前端堵頭的作用，從而提高了整體封孔成功的可能性。

（3）水泥砂漿中加入10%膨脹劑和3%凝固劑，使得水泥砂漿凝固時間變短，降低了孔內(nèi)或圍巖裂隙水對封孔的影響，同時使得水泥砂漿凝固后體積減少降低，提高了封孔成功的可能性。

（4）就地取材利用水泥口袋保護馬麗散外包裝袋，降低因送測壓管過程中孔壁不光滑對馬麗散包裝袋破壞而造成馬麗散外溢的可能，提高了馬麗散充分反應(yīng)的可能性。

（5）孔口使用馬麗散封堵，降低了因前端部分圍巖裂隙通道和孔口聯(lián)通而造成漏氣的可能性。

［1］ 俞啟香.礦井瓦斯防治［M］.徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1992

［2］ 程衛(wèi)民等.礦井通風(fēng)與安全［M］.北京:煤炭工業(yè)出版社，2009

［3］ 于不凡.煤礦瓦斯災(zāi)害防治及利用技術(shù)手冊 ［M］.北京:煤炭工業(yè)出版社，2005

［4］ 中華人民共和國煤炭工業(yè)部.防治煤與瓦斯突出規(guī)定［M］.北京:煤炭工業(yè)出版社，2009

［5］ 楊洋，蔣承林，何明霞.近距離煤層群條件下穿煤層瓦斯壓力測定技術(shù)［J］.煤炭科學(xué)技術(shù)，2011（2）

［6］ 公衍偉，解慶雪，鄧素華.帶壓注漿封孔工藝在測定煤層瓦斯壓力中的應(yīng)用［J］.煤礦開采，2013（2）

［7］ 蔣承林，王智立等.下行超深鉆孔快速測定煤層瓦斯壓力技術(shù)［J］.中國煤炭，2014（5）

［8］ 許彥鵬，吳寬，李進.穿含水層下向鉆孔瓦斯壓力測定技術(shù)研究［J］.煤炭科學(xué)技術(shù)，2013（3）

［9］ 岳乾，李希建等.馬麗散-注漿封孔新工藝在煤層瓦斯壓力測定中的應(yīng)用［J］.煤炭技術(shù)，2014（9）

（責(zé)任編輯 張艷華）

國家能源局下發(fā)中央電企煤電節(jié)能減排升級改造目標(biāo)

國家能源局近日下發(fā) 《2015年中央發(fā)電企業(yè)煤電節(jié)能減排升級改造目標(biāo)任務(wù)的通知》，要求五大發(fā)電集團以及神華、華潤和國投合計節(jié)能改造8974萬k W，環(huán)保改造4093萬k W。

分集團來看，華能節(jié)能改造1830萬k W，環(huán)保改造539萬k W；大唐節(jié)能改造1121萬k W，環(huán)保改造184萬k W；華電節(jié)能改造1390萬k W，環(huán)保改造647萬k W；國電節(jié)能改造1500萬k W，環(huán)保改造528萬k W；中電投節(jié)能改造1560萬k W，環(huán)保改造616萬k W；神華節(jié)能改造170萬k W，環(huán)保改造900萬k W；華潤節(jié)能改造796萬k W，環(huán)保改造579萬k W；國投節(jié)能改造608萬k W，環(huán)保改造100萬k W。

Application of gas pressure measurement by downward hole grouting with the two separation section by three block type in the Faer Coal Mine

Huang Liang1，2，3，4，Li Xijian1，2，3，4，Sun Shouyi5，He Denghua5，Xu Lang5
（1.Mining College of Guizhou University，Guiyang，Guizhou 550025，China；2.Safety Technology Engineering Center of Complicated Geology Mining，Guiyang，Guizhou 550025，China；3.Key Laboratory of Comprehensive Utilization of Non-metallic Mineral Resources in Guizhou Province，Guiyang，Guizhou 550025，China；4.Institute of Gas Disaster Prevention and Coalbed Methane Development of Guizhou University，Guiyang，Guizhou 550025，China；5.Guizhou Faer Coal Industry Co.，Ltd.，Liupanshui，Guizhou 553000，China）

The paper takes the No.7 coal seam of Faer Coal Mine in Guizhou as the research object，the existing problems of the downward hole grouting technology for hole sealing and gas pressure measurement in the coal mine were analyzed，and the technology of gas pressure measurement by hole grouting with the two separation section by three block type was put forward. The application of this technology has solved the problem that the water in the hole and surrounding rock fissure affected the hole sealing quality in the process of downward hole sealing for gas pressure measurement and has a good effect on the field application，which accumulates valuable practical experience for the gas pressure measurement of the downward hole.

coal seam gas pressure，gas pressure measurement by hole grouting，downward hole，two separation section by three block type

TD712.55

A

黃良（1989-），男，貴州遵義人，在讀碩士，從事礦井瓦斯防治、礦山災(zāi)害防治方面的研究。

貴州省教育廳項目（Z134016），貴州省重大應(yīng)用基礎(chǔ)研究項目（Z143160），貴州省科技廳工業(yè)攻關(guān)項目（Z113166），貴州發(fā)耳煤礦保護層開采效果研究（H140670），貴州大學(xué)研究生創(chuàng)新基金（研理工2015070）