雙柳煤礦煤層瓦斯抽采鉆孔封孔長度研究

趙仕元

[摘 要]本文在研究煤層巷道周圍應(yīng)力的基礎(chǔ)上，對封孔段位置的選擇進行了分析，數(shù)值模擬表明，在巷道兩側(cè)5～8m為應(yīng)力集中區(qū)，應(yīng)力越大，滲透率越小，煤巖體的透氣性越差，為提高鉆孔封孔段的密封效果，因此封孔段應(yīng)該選擇在應(yīng)力集中區(qū)即巷道兩側(cè)6m左右位置。另外，工程實踐表明，根據(jù)雙柳煤礦在33414運巷大量抽采試驗鉆孔封孔效果，3+4煤層抽采鉆孔最適封孔長度定為8～10m，同時該采區(qū)煤層瓦斯及地質(zhì)情況在本井田及離柳礦區(qū)具有一定的代表性，因此對于指導相似條件下煤層瓦斯抽采封孔有一定的參考意義。

[關(guān)鍵詞]封孔 瓦斯抽采 巷道應(yīng)力 封孔長度

中圖分類號：TD712.6 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）07-0001-02

前言

鉆孔是煤礦瓦斯治理的基礎(chǔ)技術(shù)手段，廣泛應(yīng)用于瓦斯抽放、參數(shù)測試、煤層注水、煤層增透等各個方面。而打好鉆孔后一般都要求對鉆孔進行密封，鉆孔密封是保持孔底負壓或正壓的關(guān)鍵因素。封孔質(zhì)量的好壞直接影響各類鉆孔作用的發(fā)揮。

我國約有2/3的瓦斯抽放礦井封孔長度短而且密封質(zhì)量很差。我國約有65%的回采工作面預抽瓦斯?jié)舛鹊陀?0%，未能達到《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》的要求，充分反映了抽放鉆孔封孔質(zhì)量差的現(xiàn)狀。汾西礦業(yè)雙柳煤礦也存在工作面預抽瓦斯?jié)舛鹊?，高濃度維持時間短等問題，其主要原因有封孔長度短，封孔材料選擇不合適，施工人員操作不當，長期以來，礦井對于封孔長度、封孔材料一直處于摸索階段，尚未總結(jié)出適合雙柳煤礦煤層的最適封孔長度和封孔材料，因此針對性的施工試驗鉆孔來探索最適封孔長度、封孔材料對于指導煤礦瓦斯抽采有著極其重要的現(xiàn)實意義。

1.瓦斯抽采鉆孔封孔機理

在煤層瓦斯抽放中，以往進行鉆孔密封時經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)密封介質(zhì)總是流出鉆孔，但不清楚原因何在，也就無從下手改善密封效果。因此研究鉆孔密封段的密封機理勢在必行。

一般來說，被密封的介質(zhì)往往是以竄漏、滲漏或擴散的形式而泄露到密封連接處的彼側(cè)，而對于鉆孔而言，其泄露的方式尤以竄漏和滲漏的形式為主。通過實驗和現(xiàn)場實際觀察，不難發(fā)現(xiàn)造成泄漏的原因多是密封連接處存在間隙或者是鉆孔周圍存在裂隙，密封介質(zhì)在壓力差的作用下通過間隙和裂隙而發(fā)生泄漏。因此，要使鉆孔連接處達到密封，必須減少密封連接處的間隙或消除間隙。通常采用的辦法是靠密封力使密封面相互貼緊、接觸甚至嵌合來實現(xiàn)密封。而要實現(xiàn)這一目的，密封材料的密封能力是一個關(guān)鍵性的因素，即密封材料的密封能力必須能夠保證在最小接觸壓力情況下，消除密封連接處的間隙，并在密封使用時能維持初始壓力值。只有這樣，才能使鉆孔保持一定的密封性同時產(chǎn)生一定的摩擦力以阻止孔內(nèi)瓦斯壓力所產(chǎn)生的推力。

衡量流體密封性能好壞的主要技術(shù)指標是泄漏量、壽命和使用條件。因此，泄漏量通常是密封性的重要指標。在評定流體密封的密封等級時，下式表示：

因此，，即在同樣的密封等級情況下，泄漏量是和鉆孔直徑成正比。所以，為了減少泄漏量，提高鉆孔的密封性，以縮小鉆孔直徑為宜。另外根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗，封孔長度越長，漏氣量就越小，封孔質(zhì)量就越好，但封孔過長又可能造成不必要的浪費，因此研究合適的封孔長度對于指導煤礦封孔煤礦封孔有著現(xiàn)實的意義。

2.巷道周圍應(yīng)力變化分析

影響封孔質(zhì)量的原因很多，其中最主要是封孔工藝、材料以及封孔長度，一般封孔長度越長，封孔質(zhì)量會越好，另外根據(jù)礦山壓力理論，巷道形成后，在兩側(cè)一定范圍內(nèi)會形成卸壓區(qū)、應(yīng)力集中區(qū)、原始應(yīng)力區(qū)，根據(jù)國內(nèi)外對應(yīng)力與透氣性關(guān)系的研究，煤巖體滲透率與應(yīng)力呈負指數(shù)關(guān)系，即應(yīng)力越大，滲透率會越小，而封孔質(zhì)量的優(yōu)劣直接取決于鉆孔周圍的密閉性，因此鉆孔封孔應(yīng)選擇在巷道兩側(cè)應(yīng)力較大，滲透率較小的應(yīng)力集中區(qū)域。

2.1 巷道煤層區(qū)域中應(yīng)力分布狀態(tài)

巷道掘進過程中，煤體中的應(yīng)力重新分布，首先在采掘空間界面附近形成較高的集中應(yīng)力（又稱支撐應(yīng)力），當集中應(yīng)力值達到煤體的強度極限后，該部分煤體首先發(fā)生屈服變形，使集中應(yīng)力向煤體深部傳播，經(jīng)過一定時間后，形成卸壓區(qū)（應(yīng)力松弛區(qū)）、應(yīng)力集中區(qū)和原始應(yīng)力區(qū)，如圖1所示。

（1）卸壓區(qū)：由于集中應(yīng)力（或支撐壓力）的作用，使煤體邊緣首先被壓酥，形成裂隙，造成煤體強度顯著降低，只能承受低于原巖應(yīng)力的載荷，故稱之為卸壓區(qū)。此區(qū)域裂隙發(fā)育較多，巷道周圍煤巖體透氣性較好，封孔密封段應(yīng)盡量避開此區(qū)域。（2）集中應(yīng)力區(qū)：由于煤層與頂?shù)装逯g摩擦力逐漸增加，使煤體所受的水平擠壓力增大，此時，煤體受力狀態(tài)為雙向乃至三向，其強度增大，所受壓力逐漸增高直至集中應(yīng)力峰值。在應(yīng)力集中區(qū)域，由于集中應(yīng)力的作用，煤體被大大壓縮，使透氣性系數(shù)減小。因此密封段位置應(yīng)選擇在應(yīng)力集中區(qū)里面，達到原始應(yīng)力區(qū)域。（3）原始應(yīng)力區(qū)：該階段煤體由于遠離采掘空間，不受采動壓力的影響，故煤體所受應(yīng)力仍處于原始應(yīng)力狀態(tài)。

2.2 巷道周圍應(yīng)力數(shù)值模擬研究

為了分析巷道周圍的應(yīng)力分布情況，進而確定瓦斯抽采最適封孔長度，須對巷道周圍的應(yīng)力分布進行研究，確定巷道周圍的應(yīng)力狀態(tài)，將封孔段設(shè)置在合理的位置。本文建立了一個40×40×40m的數(shù)值模型，模型上部采用壓力邊界條件，并施加20MPa的壓力，其余面采用滾支邊界條件，固定面上的各個節(jié)點。應(yīng)為模型尺寸遠遠大于巷道尺寸，所以滾支邊界不會對巷道周圍的應(yīng)力造成錯誤性影響。模型參數(shù)取值和棋那面的模擬參數(shù)相同。模型如圖2所示：

計算得到的巷道平面應(yīng)力如圖3、4、5所示。

從以上圖中可以看出，在巷道的兩側(cè)5～8m處存在應(yīng)力集中現(xiàn)象，應(yīng)力由原始的20MPa升高到30MPa左右，在應(yīng)力集中區(qū)域內(nèi)側(cè)則形成了應(yīng)力釋放區(qū)域，在應(yīng)力集中區(qū)域外側(cè)則為原始應(yīng)力區(qū)域。因此，為能夠保證封孔質(zhì)量，要求封孔長度應(yīng)該超過應(yīng)力集中區(qū)域，或者封孔段位置應(yīng)該安裝在應(yīng)力集中區(qū)域或原始應(yīng)力區(qū)域，一定避免安裝在卸壓區(qū)域。

在巷道兩側(cè)應(yīng)力集中區(qū)域，由于集中應(yīng)力的作用，煤體被大大壓縮，使透氣性系數(shù)減小。因此密封段位置應(yīng)選擇在應(yīng)力集中區(qū)里面，達到原始應(yīng)力區(qū)域。因此，將密封段的中心位置選擇在工作面前方或巷道壁內(nèi)6m左右，對于不同卸壓區(qū)寬度的煤體，此位置為應(yīng)力集中區(qū)塑性區(qū)或彈性區(qū)，均比原始煤體透氣性差。

3.現(xiàn)場工業(yè)性試驗

封孔實驗在33414運巷進行，試驗為研究雙柳煤層條件下最適封孔長度和最適封孔材料，共順層施工40個鉆孔，其中封孔長度分別為6m、10m、12m、16m，分別用聚氨酯、PD材料各封孔5個即相同封孔長度、封孔材料施工5個鉆孔，通過取5個鉆孔的數(shù)據(jù)平均值來提高試驗準確性。根據(jù)模擬，巷道兩側(cè)5～8m為應(yīng)力集中區(qū)，封孔長度為10m、12m、14m試驗鉆孔已覆蓋巷道兩側(cè)應(yīng)力集中區(qū)域。

3.1 工作面及鉆孔布置概況

33414工作面位于三采區(qū)前進方向的北翼，西側(cè)工作面尚未采掘。工作面設(shè)計走向長度2060m，可采長度1631.5m，傾斜長度為191.8m，實體長187m。

該工作面所采的（3+4）合并層屬二疊系山西組下段頂部煤層，煤層平均厚度3.90m；區(qū)內(nèi)煤層穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)復雜，含兩層到四層深灰--黑色碳質(zhì)泥巖、泥巖夾矸層，夾矸層厚0.04～0.2m，煤層傾角0-10°，平均5°，瓦斯含量6.8～9.4m3/t。

試驗鉆孔布置在33414運巷，共施工順層鉆孔40個，俯角沿煤層傾角，孔徑75mm，孔深20m，鉆孔間距10m，封孔長度、封孔材料根據(jù)試驗?zāi)康倪x定。

3.2 效果考察分析

3.2.1 單孔濃度分布

本煤層瓦斯抽放隨著時間推移，瓦斯?jié)舛葧档?，高濃度瓦斯抽放時間是衡量本煤層密封的重要手段之一，本次根據(jù)所封鉆孔，按照不同階段鉆孔濃度維持天數(shù)進行考核，如圖6所示。

通過對圖6分析可知，不同封孔長度封孔后幾天瓦斯抽放濃度都比較高，鉆孔瓦斯?jié)舛染S持在80%以上天數(shù)所占比重均在30%以上，封孔長度越長，高濃度維持天數(shù)越長，封孔長度為14m時，80%以上天數(shù)可達40天；隨之時間推移瓦斯?jié)舛瘸删徛陆第厔?，如圖6所示，封孔長度6m，濃度在60%以上的天數(shù)達到41%，而濃度40%以上天數(shù)占總天數(shù)72%；封孔長度10m，濃度在60%以上的天數(shù)達到66%，而濃度40%以上天數(shù)占總天數(shù)96%；封孔長度10m鉆孔，鉆孔瓦斯?jié)舛热齻€月后仍能維持在40%左右，封孔長度越長，鉆孔高濃度維持時間越長，封孔效果越好。

3.2.2 濃度變化分析

根據(jù)圖7可知，封孔完成10天內(nèi)，各封孔長度鉆孔瓦斯?jié)舛染S持在一個較高水平（90%以上），短時間內(nèi)封孔長度、封孔材料對封孔濃度影響不對，隨著時間的推移，鉆孔瓦斯?jié)舛乳_始下降，不同封孔長度、封孔材料的試驗鉆孔瓦斯?jié)舛认陆捣扔休^大區(qū)別，由圖7（a）可以看出，封孔長度6m鉆孔瓦斯?jié)舛认陆捣茸畲?，封孔長度14m下降幅度最小，封孔長度越長，鉆孔瓦斯?jié)舛认陆捣仍叫?，高濃度瓦斯維持時間越長，封孔效果越好，但隨著鉆孔封孔長度的增加，同時間后單孔瓦斯?jié)舛仍黾臃葴p少，45天后，封孔長度6m瓦斯?jié)舛葹?8%，封孔長度8m濃度為64%，增長33%，封孔長度10m濃度為73%，相對于封孔長度8m鉆孔增長13%，封孔長度14m濃度為78%，相對與封孔長度10m鉆孔增加7%，封孔長度增加到一定程度時對提高封孔質(zhì)量效果有限，從工程角度考慮，封孔長度越長，成本越大，因此綜合分析封孔長度10m既能獲得較高的抽采濃度，同時單孔長度、成本也較為適中。

另外，不同封孔材料封孔質(zhì)量也有較大差別，對比圖7（a）（b），封孔長度10m時，45天后，PD水泥材料封孔鉆孔瓦斯?jié)舛绕骄鶠?8%，聚氨酯封孔鉆孔瓦斯?jié)舛绕骄鶠?2%，90天后PD水泥材料封孔鉆孔瓦斯?jié)舛葹?1%，聚氨酯封孔鉆孔瓦斯?jié)舛绕骄鶠?7%，相對與聚氨酯，PD水泥材料封孔效果更好。

4.結(jié)論

（1）煤巖體滲透率與應(yīng)力呈負指數(shù)關(guān)系，即應(yīng)力越大，滲透率會越小，而封孔質(zhì)量的優(yōu)劣直接取決于鉆孔周圍的密閉性，因此鉆孔封孔應(yīng)選擇在巷道兩側(cè)應(yīng)力較大，滲透率較小的應(yīng)力集中區(qū)域，根據(jù)巷道數(shù)值模擬，在巷道的兩側(cè)3～8m處存在應(yīng)力集中現(xiàn)象，因此鉆孔封孔重點在于封孔鉆孔6m左右區(qū)域。

（2）根據(jù)雙柳煤礦在33414運巷進行的鉆孔封孔試驗，綜合考慮在3+4煤層最適封孔長度為10m左右，封孔材料為PD水泥材料，該煤層瓦斯及地質(zhì)情況在本井田及離柳礦區(qū)具有一定的代表性，對于指導相似條件下煤層瓦斯抽采封孔有一定的參考意義。

在巷道兩側(cè)應(yīng)力集中區(qū)域，由于集中應(yīng)力的作用，煤體被大大壓縮，使透氣性系數(shù)減小。因此密封段位置應(yīng)選擇在應(yīng)力集中區(qū)里面，達到原始應(yīng)力區(qū)域。因此，將密封段的中心位置選擇在工作面前方或巷道壁內(nèi)6m左右，對于不同卸壓區(qū)寬度的煤體，此位置為應(yīng)力集中區(qū)塑性區(qū)或彈性區(qū)，均比原始煤體透氣性差。

3.現(xiàn)場工業(yè)性試驗

封孔實驗在33414運巷進行，試驗為研究雙柳煤層條件下最適封孔長度和最適封孔材料，共順層施工40個鉆孔，其中封孔長度分別為6m、10m、12m、16m，分別用聚氨酯、PD材料各封孔5個即相同封孔長度、封孔材料施工5個鉆孔，通過取5個鉆孔的數(shù)據(jù)平均值來提高試驗準確性。根據(jù)模擬，巷道兩側(cè)5～8m為應(yīng)力集中區(qū)，封孔長度為10m、12m、14m試驗鉆孔已覆蓋巷道兩側(cè)應(yīng)力集中區(qū)域。

3.1 工作面及鉆孔布置概況

33414工作面位于三采區(qū)前進方向的北翼，西側(cè)工作面尚未采掘。工作面設(shè)計走向長度2060m，可采長度1631.5m，傾斜長度為191.8m，實體長187m。

該工作面所采的（3+4）合并層屬二疊系山西組下段頂部煤層，煤層平均厚度3.90m；區(qū)內(nèi)煤層穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)復雜，含兩層到四層深灰--黑色碳質(zhì)泥巖、泥巖夾矸層，夾矸層厚0.04～0.2m，煤層傾角0-10°，平均5°，瓦斯含量6.8～9.4m3/t。

試驗鉆孔布置在33414運巷，共施工順層鉆孔40個，俯角沿煤層傾角，孔徑75mm，孔深20m，鉆孔間距10m，封孔長度、封孔材料根據(jù)試驗?zāi)康倪x定。

3.2 效果考察分析

3.2.1 單孔濃度分布

本煤層瓦斯抽放隨著時間推移，瓦斯?jié)舛葧档?，高濃度瓦斯抽放時間是衡量本煤層密封的重要手段之一，本次根據(jù)所封鉆孔，按照不同階段鉆孔濃度維持天數(shù)進行考核，如圖6所示。

通過對圖6分析可知，不同封孔長度封孔后幾天瓦斯抽放濃度都比較高，鉆孔瓦斯?jié)舛染S持在80%以上天數(shù)所占比重均在30%以上，封孔長度越長，高濃度維持天數(shù)越長，封孔長度為14m時，80%以上天數(shù)可達40天；隨之時間推移瓦斯?jié)舛瘸删徛陆第厔?，如圖6所示，封孔長度6m，濃度在60%以上的天數(shù)達到41%，而濃度40%以上天數(shù)占總天數(shù)72%；封孔長度10m，濃度在60%以上的天數(shù)達到66%，而濃度40%以上天數(shù)占總天數(shù)96%；封孔長度10m鉆孔，鉆孔瓦斯?jié)舛热齻€月后仍能維持在40%左右，封孔長度越長，鉆孔高濃度維持時間越長，封孔效果越好。

3.2.2 濃度變化分析

根據(jù)圖7可知，封孔完成10天內(nèi)，各封孔長度鉆孔瓦斯?jié)舛染S持在一個較高水平（90%以上），短時間內(nèi)封孔長度、封孔材料對封孔濃度影響不對，隨著時間的推移，鉆孔瓦斯?jié)舛乳_始下降，不同封孔長度、封孔材料的試驗鉆孔瓦斯?jié)舛认陆捣扔休^大區(qū)別，由圖7（a）可以看出，封孔長度6m鉆孔瓦斯?jié)舛认陆捣茸畲?，封孔長度14m下降幅度最小，封孔長度越長，鉆孔瓦斯?jié)舛认陆捣仍叫?，高濃度瓦斯維持時間越長，封孔效果越好，但隨著鉆孔封孔長度的增加，同時間后單孔瓦斯?jié)舛仍黾臃葴p少，45天后，封孔長度6m瓦斯?jié)舛葹?8%，封孔長度8m濃度為64%，增長33%，封孔長度10m濃度為73%，相對于封孔長度8m鉆孔增長13%，封孔長度14m濃度為78%，相對與封孔長度10m鉆孔增加7%，封孔長度增加到一定程度時對提高封孔質(zhì)量效果有限，從工程角度考慮，封孔長度越長，成本越大，因此綜合分析封孔長度10m既能獲得較高的抽采濃度，同時單孔長度、成本也較為適中。

另外，不同封孔材料封孔質(zhì)量也有較大差別，對比圖7（a）（b），封孔長度10m時，45天后，PD水泥材料封孔鉆孔瓦斯?jié)舛绕骄鶠?8%，聚氨酯封孔鉆孔瓦斯?jié)舛绕骄鶠?2%，90天后PD水泥材料封孔鉆孔瓦斯?jié)舛葹?1%，聚氨酯封孔鉆孔瓦斯?jié)舛绕骄鶠?7%，相對與聚氨酯，PD水泥材料封孔效果更好。

4.結(jié)論

（1）煤巖體滲透率與應(yīng)力呈負指數(shù)關(guān)系，即應(yīng)力越大，滲透率會越小，而封孔質(zhì)量的優(yōu)劣直接取決于鉆孔周圍的密閉性，因此鉆孔封孔應(yīng)選擇在巷道兩側(cè)應(yīng)力較大，滲透率較小的應(yīng)力集中區(qū)域，根據(jù)巷道數(shù)值模擬，在巷道的兩側(cè)3～8m處存在應(yīng)力集中現(xiàn)象，因此鉆孔封孔重點在于封孔鉆孔6m左右區(qū)域。

（2）根據(jù)雙柳煤礦在33414運巷進行的鉆孔封孔試驗，綜合考慮在3+4煤層最適封孔長度為10m左右，封孔材料為PD水泥材料，該煤層瓦斯及地質(zhì)情況在本井田及離柳礦區(qū)具有一定的代表性，對于指導相似條件下煤層瓦斯抽采封孔有一定的參考意義。

在巷道兩側(cè)應(yīng)力集中區(qū)域，由于集中應(yīng)力的作用，煤體被大大壓縮，使透氣性系數(shù)減小。因此密封段位置應(yīng)選擇在應(yīng)力集中區(qū)里面，達到原始應(yīng)力區(qū)域。因此，將密封段的中心位置選擇在工作面前方或巷道壁內(nèi)6m左右，對于不同卸壓區(qū)寬度的煤體，此位置為應(yīng)力集中區(qū)塑性區(qū)或彈性區(qū)，均比原始煤體透氣性差。

3.現(xiàn)場工業(yè)性試驗

封孔實驗在33414運巷進行，試驗為研究雙柳煤層條件下最適封孔長度和最適封孔材料，共順層施工40個鉆孔，其中封孔長度分別為6m、10m、12m、16m，分別用聚氨酯、PD材料各封孔5個即相同封孔長度、封孔材料施工5個鉆孔，通過取5個鉆孔的數(shù)據(jù)平均值來提高試驗準確性。根據(jù)模擬，巷道兩側(cè)5～8m為應(yīng)力集中區(qū)，封孔長度為10m、12m、14m試驗鉆孔已覆蓋巷道兩側(cè)應(yīng)力集中區(qū)域。

3.1 工作面及鉆孔布置概況

33414工作面位于三采區(qū)前進方向的北翼，西側(cè)工作面尚未采掘。工作面設(shè)計走向長度2060m，可采長度1631.5m，傾斜長度為191.8m，實體長187m。

該工作面所采的（3+4）合并層屬二疊系山西組下段頂部煤層，煤層平均厚度3.90m；區(qū)內(nèi)煤層穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)復雜，含兩層到四層深灰--黑色碳質(zhì)泥巖、泥巖夾矸層，夾矸層厚0.04～0.2m，煤層傾角0-10°，平均5°，瓦斯含量6.8～9.4m3/t。

試驗鉆孔布置在33414運巷，共施工順層鉆孔40個，俯角沿煤層傾角，孔徑75mm，孔深20m，鉆孔間距10m，封孔長度、封孔材料根據(jù)試驗?zāi)康倪x定。

3.2 效果考察分析

3.2.1 單孔濃度分布

本煤層瓦斯抽放隨著時間推移，瓦斯?jié)舛葧档停邼舛韧咚钩榉艜r間是衡量本煤層密封的重要手段之一，本次根據(jù)所封鉆孔，按照不同階段鉆孔濃度維持天數(shù)進行考核，如圖6所示。

通過對圖6分析可知，不同封孔長度封孔后幾天瓦斯抽放濃度都比較高，鉆孔瓦斯?jié)舛染S持在80%以上天數(shù)所占比重均在30%以上，封孔長度越長，高濃度維持天數(shù)越長，封孔長度為14m時，80%以上天數(shù)可達40天；隨之時間推移瓦斯?jié)舛瘸删徛陆第厔荩鐖D6所示，封孔長度6m，濃度在60%以上的天數(shù)達到41%，而濃度40%以上天數(shù)占總天數(shù)72%；封孔長度10m，濃度在60%以上的天數(shù)達到66%，而濃度40%以上天數(shù)占總天數(shù)96%；封孔長度10m鉆孔，鉆孔瓦斯?jié)舛热齻€月后仍能維持在40%左右，封孔長度越長，鉆孔高濃度維持時間越長，封孔效果越好。

3.2.2 濃度變化分析

根據(jù)圖7可知，封孔完成10天內(nèi)，各封孔長度鉆孔瓦斯?jié)舛染S持在一個較高水平（90%以上），短時間內(nèi)封孔長度、封孔材料對封孔濃度影響不對，隨著時間的推移，鉆孔瓦斯?jié)舛乳_始下降，不同封孔長度、封孔材料的試驗鉆孔瓦斯?jié)舛认陆捣扔休^大區(qū)別，由圖7（a）可以看出，封孔長度6m鉆孔瓦斯?jié)舛认陆捣茸畲螅饪组L度14m下降幅度最小，封孔長度越長，鉆孔瓦斯?jié)舛认陆捣仍叫。邼舛韧咚咕S持時間越長，封孔效果越好，但隨著鉆孔封孔長度的增加，同時間后單孔瓦斯?jié)舛仍黾臃葴p少，45天后，封孔長度6m瓦斯?jié)舛葹?8%，封孔長度8m濃度為64%，增長33%，封孔長度10m濃度為73%，相對于封孔長度8m鉆孔增長13%，封孔長度14m濃度為78%，相對與封孔長度10m鉆孔增加7%，封孔長度增加到一定程度時對提高封孔質(zhì)量效果有限，從工程角度考慮，封孔長度越長，成本越大，因此綜合分析封孔長度10m既能獲得較高的抽采濃度，同時單孔長度、成本也較為適中。

另外，不同封孔材料封孔質(zhì)量也有較大差別，對比圖7（a）（b），封孔長度10m時，45天后，PD水泥材料封孔鉆孔瓦斯?jié)舛绕骄鶠?8%，聚氨酯封孔鉆孔瓦斯?jié)舛绕骄鶠?2%，90天后PD水泥材料封孔鉆孔瓦斯?jié)舛葹?1%，聚氨酯封孔鉆孔瓦斯?jié)舛绕骄鶠?7%，相對與聚氨酯，PD水泥材料封孔效果更好。

4.結(jié)論

（1）煤巖體滲透率與應(yīng)力呈負指數(shù)關(guān)系，即應(yīng)力越大，滲透率會越小，而封孔質(zhì)量的優(yōu)劣直接取決于鉆孔周圍的密閉性，因此鉆孔封孔應(yīng)選擇在巷道兩側(cè)應(yīng)力較大，滲透率較小的應(yīng)力集中區(qū)域，根據(jù)巷道數(shù)值模擬，在巷道的兩側(cè)3～8m處存在應(yīng)力集中現(xiàn)象，因此鉆孔封孔重點在于封孔鉆孔6m左右區(qū)域。

（2）根據(jù)雙柳煤礦在33414運巷進行的鉆孔封孔試驗，綜合考慮在3+4煤層最適封孔長度為10m左右，封孔材料為PD水泥材料，該煤層瓦斯及地質(zhì)情況在本井田及離柳礦區(qū)具有一定的代表性，對于指導相似條件下煤層瓦斯抽采封孔有一定的參考意義。