金能煤礦副立井井筒注漿封瓦斯排放孔研究

摘 要：基于金能煤礦副井井筒在197.56m處預(yù)計(jì)揭露1#、2#、3#煤層，其中3#煤層經(jīng)簽定為突出煤層，從而采取區(qū)域防突措施施工瓦斯排放鉆孔方式進(jìn)行瓦斯排放，本文依據(jù)瓦斯抽采以及封孔工藝等原理與技術(shù)，對經(jīng)效果檢驗(yàn)無突出危險(xiǎn)后進(jìn)行注漿封瓦斯排放孔。經(jīng)封孔效果檢驗(yàn)，封孔效果顯著。對煤礦安全生產(chǎn)與管理具有重要的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：瓦斯抽放 注漿工藝 封孔

中圖分類號：TD262文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號：1674-098X（2012）09（a）-0057-02

煤礦瓦斯是造成礦井安全事故的重大隱患，長期以來亦是安全管理的重點(diǎn)與難點(diǎn)。瓦斯抽采過程中大量的空氣漏進(jìn)了抽采管路，故瓦斯抽采的封孔技術(shù)是瓦斯抽采的關(guān)鍵，它事關(guān)瓦斯抽采效果、瓦斯資源利用和煤礦安全生產(chǎn)等重大問題[1]。金能煤礦副立井井筒凈直徑9.0m，井筒深度為537.0m，其中井頸10m，井身497.0m，井底水窩深度為30m；井筒的支護(hù)形式為雙層鋼筋混凝土和素混凝土及素混凝土+錨網(wǎng)噴結(jié)構(gòu)，因井筒在197.56m處預(yù)計(jì)揭露1#、2#、3#煤層，其中3#煤層經(jīng)簽定為突出煤層，采取區(qū)域防突措施施工瓦斯排放鉆孔方式進(jìn)行瓦斯排放，經(jīng)效果檢驗(yàn)無突出危險(xiǎn)后進(jìn)行注漿封瓦斯排放孔。本文針對瓦斯抽采封孔問題，進(jìn)行了深入細(xì)致的研究。

1 注漿工藝

1.1 注漿施工

此次注漿封孔為無壓注漿封孔[2]。井下工作面放置DBGH-30-80/80型注漿泵與4個(gè)1m3水桶，其中2個(gè)作為水泥漿池，另外2個(gè)分別作為玻璃水池和清水池，水泥漿井下人工攪拌。把風(fēng)帶一頭插入瓦斯排放孔底部，另一頭與壓風(fēng)管連接，通過壓風(fēng)把孔內(nèi)的浮渣、水沖出，然后再和混合器連接，配制好的漿液通過注漿泵注漿管混合器風(fēng)帶瓦斯排放孔。

1.2 注漿結(jié)束及管路清洗

當(dāng)水泥漿液從孔內(nèi)流出后，把瓦斯排放孔內(nèi)的風(fēng)帶拔直孔深8m位置，注雙液漿封孔，邊封孔邊拔風(fēng)帶。

每次結(jié)束注漿后，壓清水沖洗管路，保證管路全部出清水為止。將清洗后的水通過風(fēng)泵排至上吊盤水箱內(nèi)，然后通過上吊盤臥泵排至地面。

1.3 注漿記錄

每次注漿都必須觀測并記錄吸漿量、注漿量及漿液配比、材料消耗等原始數(shù)據(jù)，作為分析注漿效果的依據(jù)。記錄分井上和井下兩部分，井下記錄注漿孔號、段高、漿液的配比和放漿時(shí)間等；井上記錄表中除漿液配比外全部內(nèi)容。

1.4 注漿效果檢查

（1）風(fēng)帶拔出瓦斯排放孔后未出現(xiàn)冒泡、出水現(xiàn)象，視為注漿結(jié)束，可換下孔注漿；若仍出現(xiàn)冒泡、出水現(xiàn)象，再把風(fēng)帶插入瓦斯排放孔內(nèi)，繼續(xù)注漿封孔。

（2）根據(jù)原始記錄（包括漿液注入量、注漿深度等）幫助判斷注漿效果[3]。

（3）在注漿段井筒下掘時(shí)，應(yīng)復(fù)核注漿效果的結(jié)論、觀察、分析巖石裂隙漿液充填規(guī)律，做好經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，得出正確結(jié)論。

1.5 漿液配制

采用單一水泥漿，注漿初始，如吸漿量大于吸水量的80%，可調(diào)濃一級配比，反之則調(diào)稀。漿液[4]常用的幾種配如表1所示。

雙液漿配比按照水泥漿∶水玻璃1∶0.5配制（體積比）。

2 勞動(dòng)組織與材料備用計(jì)劃

2.1 實(shí)行“三八制”作業(yè)

金能煤礦根據(jù)實(shí)際情況，對副立井井筒注漿封瓦斯排放孔的勞動(dòng)組織的安排如表2所示。

2.2 主要設(shè)備材料計(jì)劃

金能煤礦根據(jù)實(shí)際情況，對副立井井筒注漿封瓦斯排放孔的主要設(shè)備材料準(zhǔn)備中，工作面預(yù)注漿設(shè)備材料安排如表3所示。

3 注漿施工的安全保障措施

3.1 瓦斯管理專項(xiàng)措施

1）安排專人對瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)正常運(yùn)行進(jìn)行管理，確保對工作面的瓦斯情況進(jìn)行24小時(shí)不間斷監(jiān)測。瓦斯傳感器T1設(shè)置在距離工作面不大于5m處，在風(fēng)筒出風(fēng)口的另一側(cè)，距離井壁不小于200mm，瓦斯傳感器T2設(shè)置在回風(fēng)道回風(fēng)口下5m處的井壁上，距離井壁不小于200mm。

2）瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)警、斷電濃度及范圍：

瓦斯傳感器T1的報(bào)警、斷電濃度均：≥0.8%CH4，復(fù)電濃度：<0.8%CH4；斷電范圍：井筒內(nèi)所有非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備。瓦斯傳感器T2的報(bào)警、斷電濃度均：≥0.8%CH4，復(fù)電濃度：<0.8%CH4；斷電范圍：井筒內(nèi)及井口20m范圍內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備。

3）距井筒掘進(jìn)工作面回風(fēng)側(cè)5m范圍內(nèi)懸掛便攜式瓦斯報(bào)警儀。

4）局部通風(fēng)機(jī)和瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)必須有專職人員看管。嚴(yán)禁無計(jì)劃關(guān)停局扇。全面檢查“三專兩閉鎖”，確保運(yùn)轉(zhuǎn)有效。

5）井下嚴(yán)禁敲擊、砸打，裝卸物品要輕拿輕放，以防撞擊產(chǎn)生火花。

6）實(shí)施注漿封孔前要進(jìn)行一次全面的安全檢查，重點(diǎn)是提升、吊掛、供電系統(tǒng)、電氣防爆、信號通信和“三專兩閉鎖。井口20m范圍內(nèi)電氣設(shè)備嚴(yán)禁失爆，對失爆電氣必須立即更換，不能更換的在探揭煤期間一律斷電停用。對井口和井內(nèi)漏風(fēng)風(fēng)筒進(jìn)行修補(bǔ)或更換。

7）下井人員一律佩戴隔離式自救器和佩戴礦燈，否則不準(zhǔn)下井，礦燈在井下不得拆卸。

3.2 注漿專項(xiàng)措施

1）對所有注漿操作[5]人員應(yīng)進(jìn)行措施學(xué)習(xí)和操作訓(xùn)練。

2）注漿管路系統(tǒng)，盡量減少彎管及抬高，以防漿液沉淀堵塞，彎管半徑不得小于管徑的5倍。

3）注漿前應(yīng)有專職維修人員，對注漿系統(tǒng)進(jìn)行檢查，無異常情況時(shí)，方可使用。

4）要經(jīng)常檢查管路聯(lián)接處，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，防止撥拖傷人。

5）建立健全各種崗位責(zé)任制，嚴(yán)格執(zhí)行井下、地面現(xiàn)場交接班制，保證注漿工作的連續(xù)性。

6）注漿前，必須對孔內(nèi)的浮渣、水用壓風(fēng)沖干凈。

7）注漿工作人員必須佩戴好勞動(dòng)保護(hù)用品后方準(zhǔn)進(jìn)入現(xiàn)場。

8）拌漿人員應(yīng)嚴(yán)格掌握漿液濃度，配漿時(shí)倒灰要過篩，防止雜物混進(jìn)漿液，結(jié)塊過期失效散灰嚴(yán)禁使用。

9）池內(nèi)漿液要淹沒籠頭，防止籠頭懸空，吸入空氣，應(yīng)有專人放漿和過濾，注漿結(jié)束時(shí)應(yīng)對攪拌池及籠頭窩進(jìn)行清洗。

10）注漿時(shí)，泵壓劇減或不進(jìn)漿，可能是籠頭被堵，吸漿籠頭應(yīng)經(jīng)常清洗，泵壓突然下降并不回升，吸漿量增大，說明巖縫漏漿，可采取降壓，調(diào)整漿液濃度的辦法處理。

11）注漿時(shí)不得隨意停水、停電，必要時(shí)必須事先通知，待停止注漿沖洗管路和注漿泵后方可停水、停電，正常注漿結(jié)束后必須立即清洗注漿泵和管路。

12）注漿記錄人員應(yīng)認(rèn)真記錄孔號、深度、流量、時(shí)間等原始數(shù)據(jù)。

13）井下工作面，應(yīng)保持干凈，雜物一律上井。施工機(jī)具堆放整齊，位置合適，方便使用。注漿時(shí)井下人員必須佩戴防護(hù)眼鏡、乳膠手套和口罩，以免竄漿燒傷眼睛，漿液攪拌站應(yīng)有防塵措施。

14）跟班技術(shù)員對本班技術(shù)工作負(fù)全面責(zé)任，應(yīng)檢查記錄人員的工作情況，確保原始資料的完整和準(zhǔn)確，對注漿工程中所發(fā)生的問題，要認(rèn)真分析及時(shí)處理，難于處理的要及時(shí)匯報(bào)領(lǐng)導(dǎo)和調(diào)度室。

15）每次注漿結(jié)束后必須壓清水沖洗管路，沖洗時(shí)間以注漿管出清水為準(zhǔn)。

16）加強(qiáng)現(xiàn)場管理，明確崗位責(zé)任制。追水及工作面預(yù)注漿期間，項(xiàng)目部要成立專門班子，應(yīng)有領(lǐng)導(dǎo)值班，并派專人負(fù)責(zé)、統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)。

4 結(jié)語

通過對有瓦斯突出危險(xiǎn)性的3#煤層采取區(qū)域防突措施施工瓦斯排放鉆孔方式進(jìn)行瓦斯排放，利用瓦斯抽采及封孔工藝的原理與技術(shù)，對經(jīng)效果檢驗(yàn)無突出危險(xiǎn)后進(jìn)行注漿封瓦斯排放孔。經(jīng)封孔效果檢驗(yàn)，封孔效果顯著。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳杰，金龍哲.關(guān)于聚氨脂封孔可提高瓦斯抽放效果的研究[J].煤炭工程，2003（8）：47-49.

[2] 劉輝輝，蔣承林，吳愛軍.基于煤體瓦斯含量對測定煤層瓦斯壓力準(zhǔn)確性分析[J].煤礦開采，2011，16（1）：20-21.

[3] 幸大學(xué)，楊春，吳再生.煤礦瓦斯抽采鉆孔新型封孔劑在磨心坡煤礦的應(yīng)用[J].礦業(yè)安全與環(huán)保，2012，39（1）：58-60.

[4] 孫文德，李子全，周軍.瓦斯抽采中新型封孔材料及工藝的應(yīng)用研究[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2012，40（4）：60-63.

[5] 殷文韜.煤層瓦斯抽放封孔工藝研究與應(yīng)用[J].煤炭工程，2011（2）：31-33.