瓦斯抽采鉆孔注漿精確配比技術(shù)的研究與應(yīng)用

摘要：基于抽采鉆孔注漿工序中水灰配比不精確的問題，而設(shè)計(jì)出可拆卸式注漿精確配比計(jì)量裝置，以避免漿液太稀或太稠造成封孔不嚴(yán)、孔壁漏氣、鉆孔周圍裂縫充填不嚴(yán)、影響抽采效果等問題?？刹鹦妒阶{精確配比計(jì)量裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用源于現(xiàn)場(chǎng)施工中存在的不足，旨在解決現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際問題。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)用效果明顯。

關(guān)鍵詞：瓦斯抽采鉆孔;注漿精確配比;抽采效果;研究與應(yīng)用

目前，抽采鉆孔最為關(guān)鍵工序?yàn)樽{封孔，注漿封孔效果直接關(guān)系到抽采鉆孔的抽采效果，礦井常用“兩堵兩注、帶壓封孔”注漿封孔工藝，即利用注漿泵的注漿壓力，先將抽采管兩端的囊袋充滿封孔漿液，兩端囊袋膨脹緊貼鉆孔內(nèi)壁，而后液漿向孔壁滲透并填充鉆孔周圍裂縫，其中漿液的配比直接影響著注漿質(zhì)量，決定著瓦斯抽采的效果，若抽采鉆孔封孔漿液配比不精確，會(huì)出現(xiàn)如下問題：若封孔漿液配比太稀，結(jié)塊后內(nèi)部存在孔隙，導(dǎo)致封孔不嚴(yán)，鉆孔漏氣，影響鉆孔的抽采效果;若封孔漿液配比太稠，注漿過程中滲透率較低，易造成鉆孔周圍裂縫充填不嚴(yán)，影響鉆孔的抽采效果。

1 概況

目前，普遍采用注漿囊袋式封孔器，以“兩堵兩注”帶壓注漿封孔工藝為理論依據(jù)，利用注漿泵先將封孔器兩端的囊袋充滿漿液、兩端膨脹后再封閉兩囊袋中間區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)多層封孔，保證良好效果。

但在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行漿液配比時(shí)，由于缺少配比計(jì)量裝置，致使配比漿液無法達(dá)到其工業(yè)效果，造成瓦斯抽采鉆孔抽采效果不佳。

2 注漿精確配比技術(shù)原理與應(yīng)用

2.1可拆卸式注漿精確配比計(jì)量裝置的結(jié)構(gòu)

主要構(gòu)成有主桿體、透明水準(zhǔn)管、三通式底座、卡固螺栓式固定桿、配比標(biāo)尺等。主桿體由5#槽鋼加工而成，上端連接固定桿、下端連接底座、側(cè)面固定配比標(biāo)尺、內(nèi)部嵌入透明水準(zhǔn)管。三通式底座分為進(jìn)水口及出水口，用于進(jìn)水及排渣。透明水準(zhǔn)管上部用喉箍、底部用工業(yè)螺紋膠進(jìn)行固定，防止受壓移動(dòng)。注漿精確配比裝置結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

2.2可拆卸式注漿精確配比計(jì)量裝置的工作原理

（1）主桿體1為U型主桿體1，U型主桿體1的內(nèi)部鑲嵌有透明水準(zhǔn)管5，U型主桿體1的側(cè)壁外側(cè)固定有配比標(biāo)尺2，透明水準(zhǔn)管5的內(nèi)徑尺寸與連接口8的外徑尺寸相匹配，連接口8套入透明水準(zhǔn)管5內(nèi)部，透明水準(zhǔn)管5與連接口8之間以及透明水準(zhǔn)管5與主桿體1之間利用工業(yè)密封膠進(jìn)行密封與固定，透明水準(zhǔn)管5的長(zhǎng)度與主桿體1的長(zhǎng)度相匹配。

（2）固定桿3包括桿體3-1和U型固定卡槽3-2，桿體3-1一端與主桿體1連接，另一端設(shè)置有能夠卡在攪拌桶10上的U型固定卡槽3-2，U型固定卡槽3-2與桿體3-1垂直，與主桿體1平行，U型固定卡槽3-2上遠(yuǎn)離主桿體1的側(cè)壁上設(shè)置有螺栓孔，螺栓孔上設(shè)置有能夠?qū)型固定卡槽3-2與攪拌桶10緊固牢靠的緊固螺栓11。

（3）使用時(shí)，將底座4上的進(jìn)水口6與攪拌桶10的排水口12連接，將底座4上的U型固定卡槽3-2利用緊固螺栓11固定在攪拌桶10的筒壁頂端，主桿體1與攪拌桶10平行設(shè)置，然后按照水灰比0.6：1的比例，在攪拌桶10內(nèi)加入15kg的水，配比1袋封孔劑，在透明水準(zhǔn)管5里與攪拌桶10內(nèi)的水會(huì)保持在同一水平面上，然后在側(cè)面固定的配比標(biāo)尺2上標(biāo)定出加入水量的水位，并在標(biāo)尺2上做上標(biāo)記，再次進(jìn)行配比時(shí)，按照在配比標(biāo)尺2上做好的標(biāo)記向攪拌桶10內(nèi)進(jìn)行加水，待水位上升到標(biāo)記位置時(shí)，則停止加水，然后加入封孔劑，攪拌均勻后進(jìn)行注漿工序，直至注漿封孔結(jié)束。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果分析

攪拌均勻后進(jìn)行注漿工序，直至注漿封孔結(jié)束，這樣調(diào)試處的漿液配比精良，避免了漿液太稀或太稠造成封孔不嚴(yán)、孔壁漏氣、鉆孔周圍裂縫充填不嚴(yán)、影響抽采效果等問題;且本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可重復(fù)利用，節(jié)約了大量的人力和物力。

4 結(jié)束語

瓦斯治理與利用的根本措施和主要途徑是瓦斯抽采，最大限度的預(yù)抽瓦斯，防止瓦斯超限及瓦斯突出，而瓦斯抽采的效率主要受封孔效果的影響。但在實(shí)際施工中，由于鉆孔在煤層中施工，周圍煤體相對(duì)比較松軟，裂隙發(fā)育程度較高，鉆孔成型效果差，同時(shí)封孔質(zhì)量不高，諸多因素造成順層鉆孔瓦斯抽采的濃度低下、漏氣率高、抽采效果不佳。因此如何保證鉆孔嚴(yán)實(shí)密封，并有較大的密封長(zhǎng)度，是目前亟待解決的問題。

以上述可拆卸式注漿精確配比計(jì)量裝置為主的注漿精確配比技術(shù)得以發(fā)展，是基于生產(chǎn)過程中所遇到的實(shí)際問題，旨在解決現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)難題，優(yōu)化生產(chǎn)工序與工具，展現(xiàn)出較高的實(shí)用價(jià)值與顯著的使用效果。

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作者簡(jiǎn)介：高國(guó)斌（1989-），男，河南省永城市人，助理工程師，畢業(yè)于中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，現(xiàn)從事煤礦防突工作。