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矿井瓦斯灾害

点击数:63 上传时间:2018-05-10

山东华坤地质工程有限公司积极致力于瓦斯治理技术研究与专业化施工,先后完成了山东能源集团陕西水帘洞煤矿、赵官煤矿、潘西煤矿、金黄庄煤矿、山西盂县南佐集团等三十余对矿井瓦斯治理工程,重点实施了瓦斯探测、工作面抽排钻孔施工、瓦斯抽排等多项工程,累计实现了瓦斯抽放孔进尺650000余米,以优质服务、精品工程及时全面地消除了高瓦斯矿井工作面的安全隐患,实现了安全开采,得到了委托单位的一致赞誉。

在治理矿井瓦斯灾害的过程中,华坤地质公司积极加强技术创新与研究应用,针对“双突”高瓦斯矿井的地质特点,加强地质灾害勘查和数据分析,对煤与瓦斯突出机理,瓦斯突出预测、现象、防治方法等进行了深入研究,成功建立了钻前测压—钻孔施工—封孔工艺—合茬抽采—钻后校验 “五步法” 防突瓦斯抽采工艺,包括测压孔施工及压力检测、钻孔控制范围、钻孔布置、钻孔封孔注浆工艺、抽排器及抽排管路设计,钻孔施工参数、抽采参数测定、抽采效果评定等规定流程,形成了防突瓦斯抽采全套成熟工艺,彻底解决了长期影响矿井安全生产的煤与瓦斯突出问题,有效保障了矿井安全开采。同时,华坤地质公司建立的矿井瓦斯抽排、瓦斯灾害治理成套技术保障体系通用性高,能够应用于全国各类高瓦斯矿井

另外,积极开展瓦斯灾害治理技术研究,2014年,公司研究的矿井钻孔泄压防喷冲装置荣获国家实用新型专利,防瓦斯喷孔及防煤岩冲击的钻孔施工方法荣获国家专利。为进一步提高瓦斯抽采浓度,华坤地质公司对传统瓦斯抽采工艺进行了革新:一是围岩注浆。施工前,在钻场周围围岩注浆钻孔,封堵围岩裂隙,减少围岩漏气;二是改革封孔方法。采取全程下管、全程注浆的封孔方式,使有效抽采区段仅为煤层区段;三是研究使用水力冲孔技术。使用水力冲孔扩大钻孔孔径,进而扩大抽采半径。四是对抽排器进行创新改革,使用了抽采效果更好的壁挂式抽排器及直接与抽排管路一体的小多通。通过不断研究改进,钻孔抽采浓度进一步提高。

认真总结在防喷、除尘方面的研究成果,研究创新了孔口防喷器及水封式除渣器,有效防止了钻孔喷孔,使绝大部分瓦斯,经防喷装置及水封式除渣器后进入抽采管路,保证了安全生产,提高了瓦斯利用率。后又经多方调研考察,研究使用了2台气动水射流孔口除尘器,并在顺层钻孔施工中使用,除尘率在95%以上,大大降低了粉尘浓度,也给职工创造了一个良好的工作环境。

积极开展水力压裂增透技术试验,利用穿层钻孔对回采区域煤层进行水力压裂作业,使煤体卸压并增加煤层内部裂隙,从而增加煤层透气性,提高预抽穿层钻孔抽采效果,压裂区域的钻孔抽采平均浓度达到70%以上,能极大的促进瓦斯治理工作。

研究试用了两种新型封孔器,一是采用FKQW-50/0.6型抽放瓦斯注浆式(带压式)封孔器及FKL-1型封孔注浆料进行封孔,封孔工艺简单,效果好,降低了施工人员的劳动强度,提高了钻孔施工质量。二是新型封孔管柱,可一次性完成封孔注浆工作,提高施工效率。施工中,现已淘汰聚氨酯封孔方式,全部采用两种新型封孔器封孔。

新工艺提升灾害治理新水平。在矿井瓦斯治理过程中,瓦斯抽采钻孔的封孔环节是最后一道关卡,封孔质量很大程度上决定着瓦斯抽采效果。传统封孔工艺,仅在封孔段前端或后端用聚氨酯封堵,后不带压注入水泥浆。这种封孔方式不能有效封堵孔壁可能出现的裂隙,并且很容易在抽采过程中因未封孔段钻孔塌孔将钻孔堵死,使钻孔彻底失去抽采能力,耽误工期,损失材料,严重影响施工质量。

为把好最后一道管卡,确保封孔质量,提高瓦斯治理水平,华坤地质公司组织技术人员对原有工艺进行了大刀阔斧的改进,针对传统封孔方式存在的弊端,逐个攻克,重建新的工艺流程,最终形成了以“两堵一注”为核心的新型封孔工艺。新工艺通过在抽采管两端布置囊袋并注入速凝膨胀封孔材料,使囊袋膨胀后在封孔段两端对孔壁形成压力,当注浆压力达到一定值后开始填充两个囊袋中间封孔段空间,并在钻孔封孔段充满后继续向封孔段注浆加压,使得钻孔孔壁周围裂隙能够得到有效封堵,进而达到带压封孔要求,提高钻孔封孔质量。

新工艺较传统工艺最大的优势是,随着抽采时间的持续,钻孔抽采浓度依然保持很高,而传统封孔工艺的抽采浓度随着时间推移不断降低,影响抽采效果。新工艺使用后,单孔瓦斯抽采浓度达99%,且连续保持一个月左右,单孔瓦斯抽采纯量从0.003~0.006 m³/min提高至近0.01m³/min。大幅度提高了瓦斯抽采治理效果,为及时消除矿井瓦斯灾害,确保矿井安全生产奠定了基础。

另外,华坤地质公司还通过改进钻孔封孔合茬方式,采用新型Φ50PE三通,并配有测气阀,使合茬工艺简化、质量标准化程度高,管路参数的测定准确,且不宜打弯积水,使用的抽排器安装简单,整体合茬人工效率高,解决了传统方法工艺复杂、面貌差、管路易打弯积水、质量标准化程度低等一系列问题,在提高工程质量的同时,将施工人员在繁重的体力劳动中解放出来,提高了效率,减少了用工,达到了“效率提,成本降”的目的。

“两堵一注”快速封孔技术的研究与应用荣获山东省企业技术创新二等奖


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