聚氨酯—膠囊二次注漿封孔測(cè)壓技術(shù)

陳學(xué)習(xí)，張 亮，畢瑞卿，張 凱，徐 永

(華北科技學(xué)院 安全工程學(xué)院，北京 東燕郊 101601)

?

聚氨酯—膠囊二次注漿封孔測(cè)壓技術(shù)

陳學(xué)習(xí)，張 亮，畢瑞卿，張 凱，徐 永

(華北科技學(xué)院 安全工程學(xué)院，北京 東燕郊 101601)

針對(duì)現(xiàn)有封孔測(cè)壓方法聚氨酯堵頭不能實(shí)現(xiàn)高壓注漿，水泥砂漿封孔測(cè)壓不適用于近水平鉆孔，膠囊粘液測(cè)壓成本高，不適用于瓦斯壓力大于3.5 MPa等問(wèn)題，提出聚氨酯-膠囊二次注漿封孔測(cè)壓技術(shù)。推導(dǎo)出預(yù)注漿階段有效封孔長(zhǎng)度與鉆孔傾角之間的函數(shù)關(guān)系，確定了近水平鉆孔封孔長(zhǎng)度，同時(shí)通過(guò)兩個(gè)滲透擴(kuò)散模型校驗(yàn)得到注漿擴(kuò)散半徑。在陽(yáng)泉上社煤礦進(jìn)行的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中對(duì)比膠囊粘液測(cè)壓技術(shù)，測(cè)壓結(jié)果誤差在2%以內(nèi)；相對(duì)聚氨酯做堵頭的帶壓注漿測(cè)壓技術(shù)節(jié)約測(cè)壓時(shí)間16 h，實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確快速測(cè)壓。

二次注漿；封孔長(zhǎng)度；注漿擴(kuò)散半徑；快速測(cè)壓

0 引言

煤層瓦斯壓力是所有瓦斯治理工作的重要基礎(chǔ)參數(shù)，準(zhǔn)確測(cè)定煤層瓦斯壓力對(duì)于研究煤層瓦斯含量、瓦斯涌出量、瓦斯有效抽采半徑、煤層突出危險(xiǎn)性鑒定等方面具有十分重要的意義[1-4]。

煤礦井下現(xiàn)有封孔測(cè)壓方法主要分為傳統(tǒng)單一封孔技術(shù)與“兩堵一注”技術(shù)[5-10]。傳統(tǒng)單一封孔測(cè)壓方法主要包括：以聚氨酯為代表的有機(jī)發(fā)泡劑封孔測(cè)壓方法、水泥砂漿封孔測(cè)壓方法。前者存在粘結(jié)強(qiáng)度較差——實(shí)驗(yàn)室條件下測(cè)得粘結(jié)強(qiáng)度僅為427.25 kPa[11]，又由于現(xiàn)場(chǎng)鉆孔內(nèi)壁存在不光滑、有鉆屑等問(wèn)題，導(dǎo)致聚氨酯與孔壁粘結(jié)強(qiáng)度更小，這會(huì)導(dǎo)致聚氨酯做孔口堵頭時(shí)不可靠，容易發(fā)生孔口跑漿；即便孔口粘結(jié)密實(shí)，但在注漿漿液自重影響下，可實(shí)現(xiàn)帶壓注漿的壓力較小，一般僅在2 MPa左右；同時(shí)聚氨酯反應(yīng)速率過(guò)快，難以達(dá)到設(shè)計(jì)的封孔長(zhǎng)度。水泥砂漿封孔測(cè)壓方法存在后期凝固易出現(xiàn)干縮，在鉆孔內(nèi)壁形成貫通裂隙并與圍巖松動(dòng)圈相通，形成裂隙通道，導(dǎo)致鉆孔瓦斯泄漏，特別在傾角較小的本煤層鉆孔，注漿材料在鉆孔上部會(huì)形成月牙空隙[12]，且其測(cè)壓等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。“兩堵一注”技術(shù)主要包括：聚氨酯等有機(jī)發(fā)泡劑做堵頭的帶壓注漿技術(shù)、膠囊粘液封孔技術(shù)、二次開(kāi)孔技術(shù)等。前者存在鉆孔深部堵頭不易送到位的問(wèn)題，且由于粘結(jié)強(qiáng)度過(guò)小，聚氨酯做堵頭帶壓注漿時(shí)壓力較小；膠囊粘液封孔時(shí)存在成本高，且瓦斯壓力大于3.5 MPa時(shí)會(huì)發(fā)生膠囊被頂出鉆孔的問(wèn)題[13,14]；二次開(kāi)孔技術(shù)存在操作工藝復(fù)雜，測(cè)壓等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題。

綜上所述，為解決上述問(wèn)題，以提高瓦斯壓力測(cè)定的準(zhǔn)確性，節(jié)約測(cè)壓時(shí)間，降低測(cè)壓成本，現(xiàn)提出一種新的瓦斯壓力測(cè)定技術(shù)——聚氨酯-膠囊二次注漿封孔測(cè)壓技術(shù)。

1 聚氨酯—膠囊二次注漿封孔測(cè)壓方法

借鑒聚氨酯帶壓封孔、膠囊粘液封孔與二次封孔等測(cè)壓方法，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)壓條件，增加封孔段長(zhǎng)度，提出更加可靠、低成本、實(shí)現(xiàn)快速測(cè)壓的聚氨酯—膠囊二次注漿封孔測(cè)壓技術(shù)。

將聚氨酯作為孔口堵頭。以更加可靠、能準(zhǔn)確測(cè)壓的測(cè)壓段膠囊，代替聚氨酯帶壓注漿封孔工藝中鉆孔深部的聚氨酯堵頭，解決聚氨酯凝結(jié)速度過(guò)快，易出現(xiàn)達(dá)不到設(shè)計(jì)封孔深度的問(wèn)題；且膠囊膨脹后可改善測(cè)壓氣室附近圍巖受力狀態(tài)，進(jìn)而減少測(cè)壓氣室漏氣通道。

預(yù)注漿采用摻加適量添加劑的高濃度水泥漿液，二次注漿采用濃度較小的水泥漿液。預(yù)注漿液快速凝固，形成較長(zhǎng)的封孔段，具有較大的抗壓強(qiáng)度及粘結(jié)強(qiáng)度。預(yù)注漿液凝固后，與聚氨酯形成更加可靠的可為二次高壓注漿做準(zhǔn)備的聚氨酯水泥復(fù)合耐高壓堵頭，克服聚氨酯與孔壁粘結(jié)強(qiáng)度較低的缺點(diǎn)，并實(shí)現(xiàn)對(duì)松動(dòng)圈大裂隙快速封堵，充填、膠結(jié)鉆孔壁與破碎煤體的孔隙及煤體凹凸面，封閉瓦斯通過(guò)鉆孔逸散的主要通道。二次注漿漿液流動(dòng)度大，有利于水泥漿液在高壓下進(jìn)入鉆孔壁圍巖微裂隙，進(jìn)而劈裂擴(kuò)展圍巖微裂隙，增大滲透擴(kuò)散半徑，實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆孔圍巖微裂隙及因預(yù)注漿階段水泥干縮與圍巖松動(dòng)圈形成的微裂隙較好的封堵。

為了實(shí)現(xiàn)快速測(cè)壓，采用主動(dòng)式測(cè)壓法進(jìn)行煤層瓦斯壓力測(cè)定，且補(bǔ)氣壓力盡可能接近煤層瓦斯壓力。由于補(bǔ)氣時(shí)二次注入的水泥漿液尚未凝固，測(cè)壓氣室周圍微裂隙與注漿段鉆孔周圍微裂隙可能貫通，向測(cè)壓氣室充入的氮?dú)饪善仁刮茨痰亩巫{漿液進(jìn)一步密封微裂隙，反過(guò)來(lái)尚未凝固的二次注漿漿液作為液態(tài)物質(zhì)，能更好的密封鉆孔的瓦斯氣體。該階段注漿壓力由現(xiàn)場(chǎng)需要確定，當(dāng)圍巖較破碎時(shí)，需要增加本階段注漿壓力進(jìn)一步密實(shí)圍巖裂隙，這就要求適當(dāng)延長(zhǎng)上階段預(yù)注漿液凝固等待時(shí)間，以提高孔口聚氨酯水泥復(fù)合耐高壓堵頭的可靠性。

綜上所述，上述兩階段均對(duì)孔口堵頭影響較小，不會(huì)出現(xiàn)瓦斯壓力結(jié)合水泥漿液自重將孔口堵頭沖出的情況，故不必等待第二階段水泥漿液凝固再安裝壓力表，可減少鉆孔暴露時(shí)間，降低瓦斯逸散量，減小瓦斯卸壓圈與瓦斯運(yùn)移距離，加快瓦斯壓力上升速率，節(jié)約大量測(cè)壓時(shí)間，實(shí)現(xiàn)快速測(cè)壓。該測(cè)壓技術(shù)適用于本煤層鉆孔與上向穿層鉆孔，亦適用煤層瓦斯壓力大于3.5 MPa的情況。

圖1 聚氨酯—膠囊二次注漿封孔測(cè)壓方法原理示意圖

2 理論分析

影響鉆孔密封的重要因素有封孔長(zhǎng)度與注漿擴(kuò)散半徑。由于注漿過(guò)程分為兩個(gè)階段，預(yù)注漿過(guò)程中有效封孔長(zhǎng)度對(duì)鉆孔密封性起著至關(guān)重要的作用，它受一級(jí)返漿管與孔壁的位置關(guān)系、鉆孔傾角共同影響。在二次注漿階段，注漿擴(kuò)散半徑是考核鉆孔密封程度好壞的重要指標(biāo)，它受注漿壓力等因素的影響。

2.1 預(yù)注漿階段有效封孔長(zhǎng)度的確定

將鉆孔與四分管空間位置模型近似為如圖所示，圓O為鉆孔，圓O1、O2、O3分別為一級(jí)返漿四分管、預(yù)注漿四分管、連接膠囊的四分管，四分管直徑為φ0，鉆孔直徑為φ，鉆孔傾角為α。

圖2 鉆孔與四分管空間位置剖面圖

在預(yù)注漿階段，水泥漿液通過(guò)預(yù)注漿管注漿，一級(jí)返漿管返漿。由于水泥漿液受自重影響，預(yù)注漿階段漿液在鉆孔中的返漿端呈現(xiàn)水平分布，使得預(yù)注漿階段有效封孔長(zhǎng)度為，返漿端水泥漿液有效高度為AC。

在ΔOBO2中，令∠O2OB=θ

(1)

在ΔOO1O2中，由余弦定理得

(2)

sin2θ+cos2θ=1

(3)

得到：

(4)

AC=OC-OA=OC-OO1-O1A

(5)

令∠O2OB=θ，Δh=φ-AC,Δl=l1-l

圖3 鉆孔剖面圖

(6)

(7)

上式反應(yīng)了預(yù)注漿階段有效封孔長(zhǎng)度與鉆孔傾角之前的函數(shù)關(guān)系，

對(duì)a求導(dǎo)得：

(8)

顯然，(Δl)′，即因變量Δl是以α為自變量的減函數(shù)，

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，鉆孔為上向鉆孔，傾角α大于1°，所以Δl最大值Δlmax為：

由此可見(jiàn)當(dāng)鉆孔傾角較小，為近水平鉆孔時(shí)，Δl與傾角關(guān)系為負(fù)相關(guān)，傾角最小為1°時(shí)，Δl為3.12 m，所以可通過(guò)調(diào)節(jié)一級(jí)返漿管長(zhǎng)度對(duì)預(yù)注漿有效封孔長(zhǎng)度進(jìn)行控制，使其滿足要求。

預(yù)注漿階段水泥漿液巷道卸壓圈大裂隙快速封堵，封閉瓦斯通過(guò)鉆孔逸散的主要通道，并形成更加可靠的聚氨酯水泥復(fù)合堵頭，但該階段水泥漿液流動(dòng)度小，難以密封鉆孔圍巖微裂隙，因此，該階段有效封孔長(zhǎng)度并非越大越好，保證有效封孔長(zhǎng)度大于巷道卸壓圈半徑即可。

(9)

預(yù)注漿階段的有效封孔長(zhǎng)度需滿足l≥LP，LP為巷道卸壓圈半徑。

2.2 二次注漿階段注漿擴(kuò)散半徑

水泥漿液在水灰比為0.8～1.0時(shí)，水泥復(fù)合漿液呈現(xiàn)典型賓漢體漿液性質(zhì)，且驗(yàn)證了在水泥漿液擴(kuò)散模型中，流型不隨時(shí)間的變化而變化[15,16]。將水泥漿液在鉆孔中的帶壓滲透擴(kuò)散理想為典型賓漢流體漿液的柱—半球形滲透注漿模型[17]。

(10)

為了確保所取的注漿壓力滿足擴(kuò)散半徑的要求，將式(10)所得的注漿壓力代入式(11)進(jìn)行校驗(yàn)[18]。

(11)

如果式(11)得到的漿液擴(kuò)散半徑大于式(10)的，則認(rèn)為得到的注漿擴(kuò)散半徑滿足要求。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)為保證注漿擴(kuò)散半徑達(dá)到要求，需結(jié)合(10)(11)兩式進(jìn)行壓力校驗(yàn)。

3 操作步驟

直接施工φ75 mm的測(cè)壓鉆孔，本煤層傾角2°～4°，方位角保證鉆孔垂直巷幫；穿層鉆孔傾角結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)條件保證巖孔長(zhǎng)度20 m以上即可，方位角保證鉆孔垂直巷幫。待膠囊進(jìn)入鉆孔的深度滿足孔口預(yù)留聚氨酯封孔長(zhǎng)度時(shí)，停止送入膠囊，然后將長(zhǎng)5 m的預(yù)注漿四分管送入鉆孔，將略大于測(cè)壓點(diǎn)所在巷道松動(dòng)圈長(zhǎng)度的一級(jí)返漿四分管送入鉆孔，使得送入膠囊四分管、預(yù)注漿四分管與一級(jí)返漿四分管都露出鉆孔4 m。將露出鉆孔的四分管用鐵絲固定，保證預(yù)注漿四分管與連接膠囊的四分管在下部，一級(jí)返漿四分管靠上部，最終要求聚氨酯孔口堵頭長(zhǎng)度3.5 m。

完成聚氨酯堵頭封孔操作后，向膠囊加壓注水，將膠囊加壓穩(wěn)定至6 MPa時(shí)停止打水，待聚氨酯反應(yīng)結(jié)束凝固硬化后，通過(guò)預(yù)注漿四分管像鉆孔注入濃度較高的水泥漿液。水泥漿液采用高標(biāo)號(hào)水泥，水灰比為1 ∶0.75，添加5%速凝劑與適量膨脹劑。

注漿方式采用循環(huán)式注漿法，保證注入漿液大于圈裂隙吸漿量，使得一級(jí)返漿四分管回流出漿液時(shí)返回?cái)嚢柰?，循環(huán)周期20 min，循環(huán)式預(yù)注漿結(jié)束后關(guān)閉預(yù)注漿四分管與一級(jí)返漿四分管的球閥。等待6 h水泥漿液凝固產(chǎn)生一定早期強(qiáng)度后，從送入膠囊的四分管注濃度較小的漿液，漿液由三通進(jìn)入鉆孔上部空間。二次注漿水泥漿液仍采用高標(biāo)號(hào)水泥，水灰比為1 ∶1，添加適量膨脹劑。待注漿壓力達(dá)到4～6MPa后，采用純壓式脈動(dòng)注漿，脈動(dòng)周期為注漿2min、停0.5min，脈動(dòng)注漿15min后使得注漿壓力穩(wěn)定在6MPa左右時(shí)結(jié)束注漿工作。最后，通過(guò)事先連接完成的測(cè)壓三通，向測(cè)壓氣室注入接近煤層瓦斯壓力的氮?dú)?，?shí)現(xiàn)快速測(cè)壓。

4 應(yīng)用

結(jié)合以上理論分析，為了驗(yàn)證聚氨酯-膠囊二次注漿封孔測(cè)壓技術(shù)的效果，在陽(yáng)泉上社煤礦瓦斯突出鑒定時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)考察驗(yàn)證。分別在15#回風(fēng)，15108第一進(jìn)風(fēng)，15105高抽巷布置測(cè)點(diǎn)，每個(gè)測(cè)點(diǎn)布置三個(gè)鉆孔，鉆孔之間相距30 m。其中15#回風(fēng)與15108第一進(jìn)風(fēng)測(cè)點(diǎn)鉆孔為本煤層鉆孔，15105高抽巷測(cè)點(diǎn)鉆孔為穿層鉆孔。采用聚氨酯做堵頭帶壓注漿封孔測(cè)壓，膠囊粘液封孔測(cè)壓、聚氨酯—膠囊二次注漿封孔測(cè)壓。ABC分別表示聚氨酯做堵頭帶壓注漿封孔測(cè)壓，膠囊粘液封孔測(cè)壓，聚氨酯—膠囊二次注漿封孔測(cè)壓。

表1 15#回風(fēng)測(cè)壓鉆孔參數(shù)

孔號(hào)傾角/°方位角/°鉆孔長(zhǎng)度/m封孔深度/m1A39032301B39032301C3903230

圖4 15#回風(fēng)測(cè)壓鉆孔瓦斯壓力

表2 15108第一進(jìn)風(fēng)測(cè)壓鉆孔參數(shù)

圖5 15108第一進(jìn)風(fēng)測(cè)壓鉆孔瓦斯壓力

表3 15105高抽巷測(cè)壓鉆孔參數(shù)

圖6 15105高抽巷測(cè)壓鉆孔瓦斯壓力

測(cè)壓過(guò)程表明，聚氨酯做堵頭帶壓注漿封孔測(cè)壓技術(shù)存在一定缺陷，聚氨酯反應(yīng)過(guò)快，送入鉆孔較深位置較困難。又由于聚氨酯本身性質(zhì)及現(xiàn)場(chǎng)鉆孔實(shí)際情況，聚氨酯與鉆孔內(nèi)壁黏結(jié)強(qiáng)度不夠大，易出現(xiàn)孔口堵頭不可靠的情況。上述測(cè)壓結(jié)果表明，聚氨酯—膠囊二次注漿封孔測(cè)壓方法與膠囊粘液封孔測(cè)壓方法結(jié)果相近，測(cè)壓結(jié)果誤差在2%以內(nèi)，表明該新型測(cè)壓技術(shù)是可靠的。且在現(xiàn)場(chǎng)中該新型測(cè)壓方法還能適用于瓦斯壓力大于3.5 MPa的情況，克服了膠囊粘液封孔測(cè)壓方法的局限性。整個(gè)測(cè)壓時(shí)間較端，可以實(shí)現(xiàn)快速測(cè)壓，比起傳統(tǒng)聚氨酯做堵頭的“兩堵一注”技術(shù)更加可靠，結(jié)果更加精確，且測(cè)壓時(shí)間減少16 h左右。測(cè)壓工藝比二次開(kāi)孔工藝簡(jiǎn)單，且可節(jié)約大量時(shí)間。水泥復(fù)合漿液干縮量較小，又二階段所注水泥復(fù)合漿液濃度較低且含有膨脹劑補(bǔ)償干縮量，水泥復(fù)合漿液仍具有一定的膨脹性，測(cè)壓效果良好。

5 結(jié)論

(1) 提出聚氨酯—膠囊二次注漿封孔測(cè)壓方法，該改善傳統(tǒng)單一封孔工藝與“兩堵一注”技術(shù)，提高測(cè)定煤層瓦斯壓力的可靠性，尤其適用于本煤層鉆孔與上向穿層鉆孔。

(2) 通過(guò)理論分析，推導(dǎo)出預(yù)注漿階段有效封孔長(zhǎng)度與傾角之間的函數(shù)關(guān)系，確定了近水平鉆孔封孔長(zhǎng)度；通過(guò)黏度時(shí)變性賓漢體漿液的柱—半球形滲透注漿模型，得到漿液擴(kuò)散半徑，并結(jié)合注漿孔與被注巖層夾角及漿液黏度時(shí)變性的滲透注漿模型進(jìn)行注漿壓力校驗(yàn)，確定注漿擴(kuò)散半徑。

(3) 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)比試驗(yàn)驗(yàn)證了新型聚氨酯—膠囊二次注漿封孔測(cè)壓方法的可靠性，對(duì)比膠囊粘液測(cè)壓技術(shù)，測(cè)壓結(jié)果誤差在2%以內(nèi)；比起傳統(tǒng)聚氨酯做堵頭的“兩堵一注”技術(shù)結(jié)果更加準(zhǔn)確，且測(cè)壓時(shí)間減少16 h左右，實(shí)現(xiàn)快速封孔；克服膠囊粘液測(cè)壓不適用于瓦斯壓力大于3.5 MPa的情況。

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

[2] 林柏泉，周世寧，張仁貴.煤巷卸壓帶及其在煤和瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1993，22(4)：45-50.

[3] 梁冰，袁欣鵬，孫維吉，等. 分組測(cè)壓確定瓦斯有效抽采半徑試驗(yàn)研究[J].采礦與安全工程學(xué)報(bào)，2013，30(1)：132-135，142.

[4] 王智立. 煤層透氣性對(duì)主、被動(dòng)測(cè)壓法測(cè)壓結(jié)果的準(zhǔn)確性影響研究[D].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，2014.

[5] 周福寶，李金海，昃璽，等. 煤層瓦斯抽放鉆孔的二次封孔方法研究[J]. 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，38(6)：764-768.

[6] 蔣承林，曹軍，蔣宏偉，等. 本煤層聚氨酯-預(yù)注漿-高壓注漿封孔測(cè)壓技術(shù)[J]. 煤炭技術(shù)，2014，33(9)：315-317.

[7] 董賀，王佰順. 聚氨酯-水泥帶壓注水封孔測(cè)壓技術(shù)研究[J]. 中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2014，10(7)：147-151.

[8] 王浩，蔣承林，張建軍. 煤層瓦斯壓力測(cè)定中的鉆孔注漿新技術(shù)研究[J]. 中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào)，2011，21(6)：78-83.

[9] 張占存，賀振國(guó)，鄒永洺，等. 新型煤層瓦斯壓力測(cè)定封孔技術(shù)[J]. 煤礦安全，2014，45(6)：45-51.

[10] 蔣承林，王智立，崔正中，等. 下行超深鉆孔快速測(cè)定煤層瓦斯壓力技術(shù)[J]. 煤礦安全，2014，40(5)：114-117.

[11] 李季. 煤礦硬質(zhì)聚氨酯泡沫封孔安全性能實(shí)驗(yàn)研究[D].北京：中國(guó)大學(xué)，2011.

[12] 李飛，林柏泉，翟成，等. 新型水力壓裂鉆孔密封材料的試驗(yàn)研究[J]. 煤礦安全，2012，43(1)：12-14.

[13] 吳愛(ài)軍. 膠囊粘液封孔器在測(cè)定煤層高瓦斯壓力時(shí)失效成因分析[J]. 中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2013，9(2)：12-17.

[14] 盤(pán)福春，解慶雪，公衍偉. 高壓瓦斯測(cè)壓中膠囊黏液法的局限性及對(duì)策[J]. 煤礦開(kāi)采，2013，18(3)：103-105.

[15] 阮文軍. 注漿擴(kuò)散與漿液若干基本性能研究[J]. 巖土工程學(xué)報(bào)，2005，27(1)：69-73.

[16] 劉泉聲，盧超波，劉濱，等. 考慮溫度及水化時(shí)間效應(yīng)的水泥漿液流變特性研究[J]. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2014，33(S2)：3730-3740.

[17] 楊志全，侯克鵬，郭婷婷，等. 黏度時(shí)變性賓漢體漿液的柱—半球形滲透注漿機(jī)制研究[J]. 巖土力學(xué)，2011，32(9)：2697-2703.

[18] 錢(qián)自衛(wèi)，姜振泉，曹麗文. 滲透注漿漿液擴(kuò)散半徑計(jì)算方法研究及應(yīng)用[J]. 工業(yè)建筑，2012，42(7)：100-104.

A pressure measurement technology by secondary grouting sealing of polyurethane and capsule

CHEN Xue-xi, ZHANG Liang, BI Rui-qing, ZHANG Kai, XU Yong

(SchoolofSafetyEngineering,NorthChinaInstituteofScienceandTechnology,Yanjiao,101601,China)

The existing pressure measurement method for sealing has some problems, such as the polyurethane plug cannot achieve high pressure grouting, cement mortar sealing does not apply to approximately horizontal drilling, pressure measurement method by sealing of capsule and mucus does cost more and not apply to the high gas pressure which is greater than 3.5 MPa. According to these problems, a pressure measurement technology by secondary grouting sealing of polyurethane and capsule was put forward. In this article, the function relationship between the effective sealing length and drilling inclination angle at pre-grouting was derived, and the sealing length of the approximately horizontal drilling was determined. Besides, the grouting diffusion radius was obtained by the verification of two diffusion models. In the field application of Shangshe Coal Mine in Yangquan, compared with pressure measurement technology by sealing of capsule and mucus, the pressure measurement result error of this technology is within 2%; And compared with pressure measurement technology of pressure grouting sealing by polyurethane plug, this technology can save 16 hours of pressure measurement time. It can realize accurate and rapid pressure measurement.

secondary grouting; sealing length; grouting diffusion radius; rapid pressure measurement

2016-01-15

中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)資助項(xiàng)目(3142015020，3142014106，3142014110)

陳學(xué)習(xí)(1972-)，男，江蘇邳州人,博士，教授，華北科技學(xué)院安全工程學(xué)院副院長(zhǎng)，主要從事煤礦瓦斯治理方向研究。E-mail: xuexichen1210@163.com

TD712

A

1672-7169(2016)02-0001-06