馬麗散F封孔膠在提高瓦斯抽采效果中的應用

摘要:文章主要結(jié)合大灣煤礦的實際情況,對瓦斯抽采的具體施工技術(shù)展開了探討,并在此基礎(chǔ)上重點對馬麗散F封孔膠在提高瓦斯抽采效果中的應用進行了分析,給出了施工工藝及應用對比效果,對于進一步提高馬麗散F封孔膠在瓦斯抽采中的應用及提高礦井生產(chǎn)的安全水平,推進瓦斯治理工作,構(gòu)建本質(zhì)安全型礦井具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞:馬麗散F;封孔膠;瓦斯抽采;瓦斯治理;大灣煤礦

中圖分類號:TQ336文獻標識碼:A文章編號:1009-2374(2009)21-0066-02

瓦斯治理工作是煤礦安全生產(chǎn)工作的重中之重,做好煤礦瓦斯治理工作是保護礦工生命財產(chǎn)安全、構(gòu)建和諧社會的重要舉措。在生產(chǎn)過程中常常由于抽放鉆孔封堵不嚴造成漏氣,使得抽出瓦斯?jié)舛绕蛷亩绊懓踩a(chǎn)?！耙煌ㄈ馈钡年P(guān)鍵是防突,防突的關(guān)鍵是抽采,而抽采的關(guān)鍵還在于鉆孔的封孔質(zhì)量,只有保證封孔質(zhì)量才能將煤體內(nèi)的瓦斯抽出來,才能有效的消除突出的發(fā)生。基于此,大灣煤礦以“消除大隱患,杜絕大事故”為工作重點,結(jié)合礦區(qū)瓦斯治理工作的實際情況,在改進瓦斯抽放孔密封程度、提高瓦斯抽采效果方面,積極探索瓦斯治理新技術(shù),采用新材料、新工藝,并取得了可喜的成績。

一、礦井概述

(一)礦井地質(zhì)情況

大灣煤礦位于貴州省六盤水市鐘山區(qū)大灣鎮(zhèn)境內(nèi),在二塘向斜中深部,向斜兩翼淺部分別是木沖溝礦(北東翼)和已停產(chǎn)的頂拉礦(南西翼),井田為一向斜盆地,地形起伏,標高在+1770～+2151m之間,地形高差達200m以上,具有明顯的“V”型谷地貌,礦區(qū)面積為19.689平方公里。

(二)礦井瓦斯賦存情況

大灣煤礦地質(zhì)條件復雜,瓦斯含量普遍豐富,瓦斯壓力大。根據(jù)2001年瓦斯等級鑒定結(jié)果,礦井絕對瓦斯涌出量為74.8m3/min,相對瓦斯涌出量為51.0m3/t,屬于高瓦斯礦井。

(三)施工地區(qū)情況

111105軌巷開門于11W11#層集中運輸巷西幫,巷道方位296°,沿11#煤層頂板掘進,煤層平均厚度為3.5～4m,煤層傾角13°。11#煤層的煤種為焦煤,頂板多為粉砂巖、砂質(zhì)泥巖,底板多為泥巖、砂質(zhì)泥巖。

二、馬麗散F型材料的技術(shù)性能

中法合資兗州浩珂?zhèn)ゲ┑V業(yè)工程有限公司的馬麗散F型樹脂、催化劑雙組份材料按一定配比組合而成。雙組份材料均為液體,具有粘度低、滲透性強、強度高、良好的韌性以及施工快速簡單的特性見表1、表2:

馬麗散F屬于高分子反應材料,具有良好的抗壓能力,經(jīng)得起地層的運動,具有壽命期長的特點;同時,馬麗散反應迅速,大大縮短了施工期限,節(jié)約時間,不影響生產(chǎn),保證煤礦安全生產(chǎn)進度。

利用馬麗散封孔,其密閉性好,由于其具有可塑性能隨著地層的變化而變化,不會壓裂產(chǎn)生裂隙,可與地層形成一致的壽命,解決了傳統(tǒng)施工中施工量大、勞動強度高、易漏水、易壓裂、壽命期短等問題,減輕了工人勞動強度,提高密閉性和承壓能力,取得良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

三、馬麗散F封孔工藝

(一)施工前準備工作

準備好勞動防護用品(橡膠手套);將封孔所需要材料運送到現(xiàn)場(塑料臉盆1個,500mL取液器2個,棉制封孔布1塊,封孔管3棵,2寸閘閥1個)。

(二)施工步驟

1.制備封孔管: 鉆孔直徑要求為94mm,封孔管為2寸(外徑50mm)鐵管,封孔段長1.5m。在封孔布兩端加可調(diào)橡膠擋圈,防止藥液發(fā)泡膨脹時堵塞蜂窩管。

2.取兩種反應液等量(一般封一個孔兩種反應液各取500mL)然后倒入塑料臉盆中,戴上橡膠手套用手在盆內(nèi)攪拌,約40秒鐘攪拌均勻后將準備好的棉制封孔布浸入盆中均勻地涂上混合膠液。

3.把涂有反應膠液的封孔布固定在封孔管上,同時調(diào)整好橡膠擋圈位置,固定好后迅速塞入鉆孔中?？卓谟靡恍┱秤蟹磻旱钠撇级潞?完成封孔。如圖1所示:

4.封孔完畢5分鐘后,在孔口安裝2寸閘閥,打開閘閥投入鉆孔瓦斯的抽采。

(三)技術(shù)保障措施

1.取反應液時,兩種液體的體積必須一致,否則將影響反應時間和反應效果。

2.封孔布的前端一定要用鐵絲固定好,以防插入封孔管時封孔布往后面縮成一團,影響封孔質(zhì)量,甚至造成封孔失敗。

3.封孔前,必須將3棵共計6m長的封孔管用短接連接好,然后插入孔中試驗能否全部插入,以防裹上封孔布后封孔管塞不進鉆孔。

四、馬麗散F的社會效益、經(jīng)濟效益

我礦于2009年5月20日在111105軌巷35#鉆場的超前預抽鉆孔3#孔用馬麗散F進行了封孔試驗,并將其與該鉆場內(nèi)用水泥封的1#、2#孔進行了對比。我們從瓦斯抽放濃度、孔的氣密性、經(jīng)濟性、勞動強度及安全性等方面進行了比較。

從5月21日到5月26日連續(xù)對這個孔及周邊孔的瓦斯抽放濃度進行測量、統(tǒng)計。對比抽放濃度見下表。經(jīng)過一段時間的數(shù)據(jù)收集對比發(fā)現(xiàn)馬麗散F的膨脹倍率較大、發(fā)泡速度適中,抽放濃度有較大提高,能很好的滿足封孔工藝要求;封孔后,封孔牢固程度、氣密性均有較大提高,能滿足我礦抽采瓦斯鉆孔密封的要求。日常我們用水泥封孔時,平均封一個孔(8m深)要用水泥兩包,價值43元。用馬麗散F封孔時,平均封一個孔(1.5m深)用膠1公斤,價值35元,同時可縮短封孔深度,減少封孔材料,封孔質(zhì)量還加強了。平均一個孔可節(jié)約48元。按照大灣煤礦平均月施工鉆孔200個計算,一年可為礦上節(jié)約經(jīng)費48*200*12=115200元,經(jīng)濟效益相當可觀。

采用馬麗散F封孔,可以大大提高封孔速度,封一個孔只需10分鐘左右,而用水泥封孔大概需要40分鐘,可以降低工人的勞動強度。

綜上所述,不難發(fā)現(xiàn)馬麗散F封孔性能明顯優(yōu)于水泥,該技術(shù)已在我礦大力推廣。

五、結(jié)語

從111105軌巷及111107機、軌巷實踐情況來看,馬麗散F封孔后效果相當不錯,主要表現(xiàn)在兩個方面,一是所封鉆孔很少出現(xiàn)漏氣情況;二是單孔瓦斯抽放濃度均明顯提高,同時單孔瓦斯衰減周期延長。應用該技術(shù)能及時改變封孔段煤體的松散結(jié)構(gòu),提高封孔的密閉性,提高瓦斯抽采濃度,確保掘進和采煤工作面瓦斯治理工作。因此,采用馬麗散F作為鉆孔封孔技術(shù),是煤礦井下生產(chǎn)大力推廣的一項實用技術(shù),也是大灣煤礦積極主動創(chuàng)新,探索新材料,嘗試新工藝,積累新經(jīng)驗的一個縮影。

作者簡介:周林鋒(1982-),男,湖南郴州人,貴州水城礦業(yè)(集團)有限責任公司大灣煤礦抽放工區(qū)技術(shù)區(qū)長,助理工程師,研究方向:煤礦瓦斯治理。