天城壩隧道揭煤瓦斯治理抽采鉆孔平孔封孔工藝優(yōu)化

于海平 陳毅 陳興燚 歐顯文

摘 要：煤與瓦斯突出是嚴(yán)重影響隧道生產(chǎn)安全的重大因素之一。天城壩隧道作為煤與瓦斯突出隧道，隧道在開挖之前必須對(duì)隧道揭煤段進(jìn)行瓦斯治理。但是，使用傳統(tǒng)的“兩堵一注”封孔工藝，仍存在的平孔漏氣嚴(yán)重、抽采負(fù)壓小、抽采濃度低、抽采純量低等問題。為提，本文提出采用囊袋式注漿封孔法。通過實(shí)際應(yīng)用可知，采用囊袋式注漿封孔法比采用傳統(tǒng)的封孔工藝抽采負(fù)壓平均提高了40%，抽采濃度平均提高了56%，抽采純量平均提高50%。

關(guān)鍵詞：隧道;瓦斯治理;封孔工藝

中圖分類號(hào)：TD712.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2019）28-0104-03

Tianchengba Tunnel Coal Gas Treatment Drilling Optimization

of Sealing Process of Flat Hole

YU Haiping1 CHEN Yi2 CHEN Xingyi2 OU Xianwen2

（1.China Construction Fourth Engineering Bureau Co.， Ltd. Civil Engineering Co.， Ltd.，Xiamen Fujian 361010;

2. Chongqing Energy Investment Group Technology Co.， Ltd.，Chongqing 400060）

Abstract： Coal and gas outburst is one of the major factors that seriously affect the safety of tunnel production. As a coal and gas outburst tunnel， tianchengba tunnel must be treated with gas before excavation. However， using the traditional "two plugging and one injection" sealing technology， there are still some problems， such as serious flat hole air leakage， small negative pressure， low concentration and low purity. In order to improve the efficiency， this paper put forward the method of bag grouting hole sealing. It can be seen from the practical application that the negative pressure， the average concentration and the average purity of the bag grouting method are 40%， 56% and 50% higher than those of the traditional method.

Keywords： tunnel;gas control;hole sealing technology

隧道揭煤段瓦斯抽采是瓦斯治理的根本措施之一。瓦斯抽采封孔工藝方法選擇不當(dāng)，會(huì)造成瓦斯抽采效果滿足不了瓦斯治理工程的需要。試驗(yàn)前普遍采用傳統(tǒng)“兩堵一注”的封孔工藝，即天城壩隧道瓦斯抽采在地面安設(shè)兩臺(tái)ZWY-30/55-G型移動(dòng)抽采泵對(duì)該隧道瓦斯段進(jìn)行抽采，一備一用[1-4]。但是，在使用過程中，傳統(tǒng)封孔工藝存在的平孔漏氣嚴(yán)重、抽采負(fù)壓小、抽采濃度低、抽采純量低等問題逐漸凸顯出來。

1 傳統(tǒng)封孔工藝

1.1 傳統(tǒng)封孔工藝

馬麗散封堵水泥砂漿填充封孔工藝如圖1所示。

1.2 傳統(tǒng)封孔工藝的封孔流程

鉆孔按設(shè)計(jì)施工完成后，將DN40mmPVC膠管、注漿管及排氣管用棉紗按圖1要求纏繞，棉紗段長(zhǎng)度各0.5m，捆綁固定后，蘸去馬麗散，插入孔內(nèi)6m處。待馬麗散充分反應(yīng)硬化后，通過預(yù)留注漿管注漿，注漿材料為水泥砂漿混合物，中間空間注滿即可停止注漿，封孔完成。

2 傳統(tǒng)封孔工藝的平孔達(dá)不到要求的原因

傳統(tǒng)封孔工藝的平孔達(dá)不到要求的原因主要為：馬麗散徑向膨脹能力不足，直接導(dǎo)致封孔不嚴(yán)密，鉆孔漏氣;水泥砂漿封孔具有一定的收縮量，封堵水平鉆孔會(huì)形成空心部分;人為操作馬麗散，不能做到100%全部封成功，人為導(dǎo)致漏氣。

3 封孔工藝優(yōu)化

3.1 封孔工藝優(yōu)化

采用囊袋式注漿封孔法，如圖2所示。

囊袋抽放瓦斯用注漿式（帶壓式）封孔器，其主要由注漿管、瓦斯抽放管、單向閥、爆破閥、囊袋、堵頭、瓦斯抽放花管（集氣段）等構(gòu)成。該封孔器的注漿管與注漿泵連通，液漿因注漿泵壓力進(jìn)入注漿管及囊袋1及囊袋2，囊袋迅速膨脹，將囊袋的外徑緊固在煤層孔壁上，將封孔器兩端的孔封閉;當(dāng)壓力大于1.5MPa時(shí)，液漿將兩個(gè)囊袋中間的部分充滿，再次達(dá)到1.5MPa時(shí)停止注漿，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多層密封，通過瓦斯抽放管連接瓦斯抽放管路進(jìn)行瓦斯抽采。

3.2 囊袋式注漿封孔法的工藝流程

第一步，將封孔器完全插入鉆孔內(nèi);第二步，將封孔器與注漿泵壓力源連通;第三步，打開氣動(dòng)攪拌器，攪拌均勻后開始注漿，出漿口壓力在1.5MPa時(shí)，爆破閥爆破;第四步，注漿一段時(shí)間后，壓力控制再次回到1.5MPa左右，停止注漿泵，封孔完成。

4 封孔工藝優(yōu)化前后抽采效果考察分析

4.1 傳統(tǒng)封孔工藝抽采效果考察

天城壩隧道左線穿層抽采鉆孔封孔采用傳統(tǒng)的封孔工藝，抽采情況如表1所示。

4.2 囊袋式注漿封孔法封孔工藝抽采效果考察

天城壩隧道右線穿層抽采鉆孔封孔采用囊袋式注漿封孔法封孔工藝，抽采情況如表2所示。

4.3 對(duì)比分析

前、后純流量對(duì)比效果和前、后瓦斯?jié)舛葘?duì)比效果如圖3和圖4所示。

天城壩隧道左、右線穿層抽采鉆孔采用不同的封孔工藝，對(duì)抽采效果進(jìn)行對(duì)比分析可知，采用囊袋式注漿封孔法比采用傳統(tǒng)的封孔工藝抽采負(fù)壓平均提高了40%，抽采濃度平均提高了56%，抽采純量平均提高50%。

5 結(jié)論

①穿層抽采鉆孔采用囊袋式注漿封孔法封孔比采用傳統(tǒng)的“兩堵一注”方式封孔抽采負(fù)壓平均提高40%，抽采濃度平均提高了56%，抽采純量平均提高50%。

②下一步隧道揭煤段全部采用囊袋式注漿封孔法封孔。

參考文獻(xiàn)：

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