鹤壁八矿作为煤与瓦斯突出矿井,在进行工作面掘进和回采时,需要面对一系列难以解决的问题。瓦斯的封孔质量直接影响着煤层瓦斯抽放效率。因此,研究和改进封孔工艺,提高封孔质量,对提升抽放浓度具有重要意义。
在鹤壁八矿的研究中,比较了固体材料封孔法、聚氨酯封孔法以及封孔器封孔法等几种常见封孔工艺。固体材料封孔法主要包括粘土封孔法和水泥砂浆封孔法。粘土封孔法虽然成本低廉,但是对工艺要求较高,且容易由于钻孔长度和粘土软硬度的限制导致封孔不完全。而水泥砂浆封孔法则可封孔段较长,通过注浆泵压入钻孔,凝固后形成固态,能较好地封闭钻孔周围的裂隙。
聚氨酯(马丽散)封孔工艺,依据的是“固体封液体,液体封气体”的原理。通过两个聚氨酯泡沫段密封钻孔,并用黏液泵将压力黏液压入两泡沫段之间的空隙,通过卷缠药液进行封孔。结合现场条件,封孔材料最终选择使用了铝塑管和马丽散。具体操作包括了将铝塑管插入钢管孔内,并使用马丽散封孔。单孔注液量通常为A液和B液各2.5kg。
研究结果表明,通过采用套孔封孔工艺,在封孔后,瓦斯抽放浓度显著提高,达到了25%~40%,个别钻孔瓦斯浓度甚至达到60%,较之前增长了近20倍。此外,流量也明显增大,说明封孔质量得到保证后,瓦斯的抽放效果得到了大幅改善。
通过这项研究,鹤壁八矿实施的套孔封孔方法成功地提高了瓦斯抽放效率,降低了瓦斯浓度,确保了煤矿安全生产。这也为其他同类矿井提供了封孔工艺的改进方案和应用经验。这项工艺的改进,是在对现有封孔工艺进行全面分析和现场实践的基础上实现的。在保证施工安全、操作简便的前提下,通过科学地选择和应用封孔材料,实现了封孔质量与瓦斯抽放效果的双重提升。
总体而言,煤层瓦斯抽放封孔工艺研究与应用在鹤壁八矿的成功实施,展示了煤炭工程领域中对新技术、新材料应用的研究价值,以及对现场条件进行深入考量的重要性。这对于提高煤层瓦斯治理能力、提升煤矿生产安全具有非常重要的实践指导意义。同时,该研究也强调了对传统封孔工艺进行适应性改进,针对特定的矿井条件,不断优化封孔技术,提高封孔效率和可靠性的重要性。这些成果不仅有助于减少煤矿事故,还能促进煤矿资源的安全、高效开采。