抽放瓦斯用囊袋注浆式封孔器

抽采钻孔封孔安全技术措施编制单位：通风区编制人：编制时间：2020年月日煤矿措施审核意见钻孔瓦斯抽采效果的好坏，除了钻孔的合理布置，主要是钻孔的封孔质量。

为解决瓦斯抽采钻孔封孔漏气，规范封孔注浆程序，保证钻孔封孔质量，特编制本安全技术措施。

一、产品概况：采用新型囊袋式“两堵一注一排”封孔工艺，即使用河南晋益通科技有限公司生产的“FKJW-50/0.8”型矿用封孔器，根据所需封孔长度，通过一根注浆管利用注浆泵注入“FKZY-1型封孔材料”浆液先快速密封两端囊袋，待两端囊袋膨胀后，当注浆压力达到0.6MPa时，注浆管路预留的爆破阀门自动爆破，此时浆液自行向两囊袋中间注入（两端封闭以后，为了使封孔中间段空气跟水分排除保证无裂缝、无空隙，加设一根渗透管做滤气滤水渗透处理），直至注浆压力达到1.0 MPa以上停止注浆，从而实现多层带压封孔，此时钻孔空间及周围裂隙可可得到有效密封，瓦斯通过抽放管路进行抽放。

二、产品结构：抽放瓦斯用注浆封孔器主要由注浆管、单向阀、爆破阀、囊袋、堵头、快速接头、渗透管等构成。

三、工作原理：通过压力使两个囊袋先后注浆，达到钻孔里外封堵，从而实现钻孔全面多层注浆密封。

四、操作使用步骤：1 .准备气动注浆泵、风管、水管、封孔器、封孔材料、瓦斯抽放管；2 .将瓦斯抽放管穿入封孔器中并用胶带固定；然后将封孔器与抽放管一并插入钻孔内；孔口预留20-30cm抽放管，以便与抽放管路连接。

3 .将封孔器与注浆泵出浆口连通；4 .注浆泵连接风源，调节风压表至0.2MPa~0.4MPa，打开气动搅拌器，水与封孔材料加入搅拌桶内，搅拌均匀后开启注浆泵阀门进行注浆，5 .注浆开始约3~5分钟囊袋膨胀起来使两端封严，压力表至0.6MPa爆破阀打开，爆破阀打开后，压力降低自动往中间段注浆，注浆过程封孔管返清水出来为正常现象（滤水滤气），观察压力表至0.8MPa以上，关闭注浆泵阀门，注浆完毕。

6 .打开泄压阀，断开注浆管并折住防止将夜倒流，清洗注浆泵，封孔结束。

煤矿瓦斯抽采钻孔主要封孔方式剖析摘要：目前，传统的抽采孔封堵方式是采用聚氨酯、水泥砂浆封孔或膨胀胶囊机械封孔，其中，聚氨酯容易发泡，封孔效率高，但进行封堵时容易出现封堵不严密、注浆管易堵塞等问题，水泥砂浆封堵时，向孔内注水泥浆过程中有瓦斯不停地泄漏，在水泥浆干燥凝固之前，孔内瓦斯气体将充填的水泥砂浆中冲开一定的缝隙，造成瓦斯泄漏，封堵效果不好等，膨胀胶囊机械式封堵装置，在封堵完成后，随着时间推移，孔内瓦斯集聚量变大，压力增加，完成固定的封堵装置在压力推动下随着胶囊收缩慢慢出现松动，出现漏气，使用效果不好，针对以上封孔方式存在的问题，研究提出瓦斯抽采钻孔封孔装置及封孔工艺。

关键词：抽采钻孔；封孔装置；封孔工艺；储水腔；水泥腔1封孔原理为了提高抽采封孔质量，针对目前封孔技术的不足，研究提出一种煤矿瓦斯抽采钻孔封孔装置，对抽采钻孔进行封孔后，随着煤壁向钻孔内瓦斯涌出，孔内瓦斯量不断增加，通过水和水泥的混合对孔洞进行封孔。

能够防止抽采钻孔内瓦斯气体对水泥和水的混合浆体凝固前造成裂隙等影响，使浆体封孔效果更好，封孔严密，并且能够随着抽采孔内瓦斯气体的不断增加，对抽采孔进行封孔，封堵效果更好，该装置由主体装置和封堵装置组成。

1.1主体装置主体装置由弹性套、盖板、主体筒、紧固螺纹、导气槽和连接板组成，2个连接板分别置于弹性套的两端，连接板由刚性材料制成，弹性套一端的连接板中部开有通孔，主体筒一端置于弹性套一端的连接板上，外侧置有紧固螺纹，由刚性材料制成，主体筒上对称开有2个导气槽，且分别和主体筒内相连通，2个盖板分别置于主体筒内壁上，且分别和2个导气槽相对应，盖板上开有多个进气孔，且进气孔的直径从进口到出口逐渐变大。

1.2封堵装置封堵装置由隔板、固定管、过滤网、滑动筒、转动块、六角卡槽、导向套、固定弹簧、水泥腔、分隔片、储水腔、连接杆和橡胶套组成，隔板置于弹性套上，且将弹性套内部分隔为储水腔和水泥腔，其中储水腔小于水泥腔，储水腔内置有水，水泥腔内置有水泥。

“两堵一注”囊袋式带压注浆封孔工艺试验及效果分析孟键;白鹏【期刊名称】《中国煤炭工业》【年(卷),期】2017(000)004【总页数】3页(P65-67)【作者】孟键;白鹏【作者单位】华电煤业集团有限公司;山西石泉煤业有限责任公司【正文语种】中文一、引言煤层瓦斯抽采工作是煤矿瓦斯治理最主要的手段，也是瓦斯利用的重要环节，煤层瓦斯抽采效果的好坏，直接影响煤矿的安全生产。

瓦斯抽采工作在高瓦斯、突出矿井瓦斯治理工作中具有不可替代的作用。

由于我国煤层地质条件复杂、透气性差、地应力大，使得常规的封孔方法和工艺封孔效率低、封孔效果差。

山西石泉煤业有限责任公司目前所开采的3号煤层瓦斯含量高、瓦斯压力大，矿井瓦斯问题尤为严重。

原有封孔技术缺陷使得石泉煤业抽采钻孔漏气严重、抽采瓦斯浓度低，不利于煤层瓦斯抽采工作，也非常不利于煤矿安全生产。

基于此，结合石泉煤业3号煤层具体情况，开展针对巷道周边煤岩体蠕变条件下的巷周及钻孔周边应力分布规律与裂隙发育特征，并根据其确定结果，确立煤层钻孔的合理始封位置、合理封孔深度、合理注浆压力等参数研究，为提高煤层钻孔封孔质量提供理论基础和技术支持。

二、目前我国煤矿煤层钻孔封孔技术存在的主要问题巷道周围煤岩体的蠕变效应对于钻孔始封位置和封孔段长度影响研究较少，注浆压力等选择不合理，导致钻孔周边裂隙无法被完全封堵、封孔效果不理想，使得煤层瓦斯抽采效果差、煤层测压测值不准，影响瓦斯治理措施，为煤矿安全生产埋下隐患。

三、采用聚氨酯封孔工艺现状石泉煤业原来采用聚氨酯材料对煤层钻孔进行封孔，并联网抽采，但瓦斯抽采效果并不理想，瓦斯抽采效率普遍不高，其主要原因之一就是封孔质量差。

以采用聚氨酯封孔的巷帮钻场抽采瓦斯参数为例，30106胶带顺槽在掘进初期20d内掘进了50.4m，巷帮钻场4个超前钻孔瓦斯抽采浓度稳定在4%～6%，瓦斯抽采纯量在0.1～0.14m3/min，单个钻孔瓦斯抽采纯量平均为0.025～0.035m3/min，由此可见，采用聚氨酯封孔方法的封孔效果并不理想。

活动规程为促进煤矿瓦斯抽放注浆封孔新工艺“两堵一注技术”管理工作，提高封孔人员作业的整体水平，使新工艺作业规程更加规范，效果更加明显，更好地发挥其作业规程在煤矿安全生产过程中的指导作用，平煤集团勘探处对各打钻工区的瓦斯抽放注浆封孔作业进行评比。

评比规则如下：一：理论部分（40分）1：新工艺原理描述：瓦斯抽放用注浆封孔器利用注浆泵注浆压力先将封孔器两端囊袋充满浆液使其膨胀后，达到一定压力后爆破阀爆破，填充中间空隙，整体压力达到规定压力后，注浆泵自动停止工作。

优点：新工艺为带压式封孔注浆在注浆过程中有效的填充渗透煤层裂隙，而且注浆孔内最终达到压力为1.5—2MPa有效的提高了浆液凝固后的致密性。

有效的延缓了后期抽放的瓦斯浓度衰减。

（10分）2．新工艺一些重要参数：注浆泵进气口限压阀调节为0.4MPa，出浆压力为1.5-2MPa。

（7分）3.新工艺注浆料配比：水：料=1.2:1 此比例为重量比，1L水等于1千克。

即36L 水加两袋注浆料。

注：水不能用温度较高的水。

（7分）4．新工艺注浆要求：泥浆必须搅拌均匀；注浆过程中应坚持“小流量，长时间”的原则，使孔内压力逐渐上升，以便能够更多的渗入，保证封孔的致密性，直至注浆泵停止工作，方可停止注浆；注浆结束后，要用清水清洗注浆泵，防止被泥浆堵死。

(6分)5.新工艺注浆流程：1）将封孔器套在瓦斯抽放实管上把囊袋用铁丝均匀扎紧，2）将扎好的封孔器和抽放管一起送到预定煤孔深度。

3）将注浆装置与气源连接，调整好气压阀，倒入清水，打开注浆泵和搅拌器开关看是否能够正常工作。

4）打开气动搅拌器倒入注浆料搅拌均匀后开始注浆。

5）注浆泵停止工作后将注浆折死，打开泄压阀，去掉注浆管清洗注浆泵。

（10分）二:现场操作部分（60分）1：囊袋与瓦斯抽放管的捆绑：1）囊袋必须均匀捆扎。

2）最末端囊袋必须捆绑牢固用力拽不能使其移动。

3）捆绑囊袋的铁丝头必须与囊袋成反方向预防把囊袋扎破。

4）后面三道捆绑时不能使注浆管变形。

囊袋封孔、注浆操作规范一、囊袋封孔标准1.防止囊袋划破：⑴退钻前，必须空转排渣至少15min，将钻孔内煤（岩）渣清洗干净；⑵封孔管下到位后，才能施工下一个钻孔。

2.打开封孔器，检查囊袋有无破损，管箍是否压紧，单向阀是否完好，注浆管堵头是否堵死。

3.将囊袋封孔器绑扎在封孔管上并串入钻孔中。

先将囊袋捋顺好并注意单向阀与φ40管的连接位置，防止向孔内送的时候发生戗茬现象，要求第一组囊袋外端距离φ40管管口距离为1.3m，使用胶带将囊袋的两端固定牢靠，将两组囊袋之间的注浆管和返浆管捋直，每1m设一个固定点，不得出现拧转现象，返浆管的末端也要进行固定，捆绑时不能使注浆管、返浆管变形；第二组囊袋的里端和外端使用胶带固定牢靠，用力拽不能使其移动（防止脱滑）；两组囊袋在固定时，每组囊袋要捋直，不能出现有余量出现，防止影响封孔时增加阻力。

4.未捆扎的囊袋要保护好，在井下要使用旧风袋进行掩盖，防止水淋。

捆扎好的囊袋封孔管，在囊袋位置要使用旧风袋进行掩盖，防止防尘水淋湿囊袋。

封孔前，囊袋封孔管不准放置在底板上，避免囊袋被水泡湿，要保持囊袋的干燥，防止在封孔时因囊袋吸水，增加孔壁与囊袋之间摩擦力造成封孔困难。

二、囊袋注浆标准1.注浆前的准备工作⑴注浆料的现场配比。

注浆前将水：水泥：水泥膨胀剂按照1:1:0.06的比例进行混合均匀（先向搅拌桶内倒入清水，然后打开气动搅拌器，再将注浆料缓慢倒入搅拌桶内确保注浆料搅拌均匀后方可进行下一步操作），搅拌器要不停的进行搅拌，防止浆液沉淀堵塞注浆泵无法正常注浆。

⑵注浆前检查注浆泵的完好情况，压力表显示是否正常，压力表的介质液压油是否充足，连接管路是否安全牢靠，做好注浆前准备工作。

2.注浆过程：⑴将注浆管与囊袋封孔器的快速接头进行连接并试验连接处是否牢固；⑵由小到大缓缓打开注浆泵开关，注浆过程中应坚持“小流量，长时间”的原则，注浆速度不要太快（保持匀速进行），注意观察返浆管管口情况，若管口出清水为正常现象，若管口或孔口出的是水泥浆说明注浆速度过快，停止注浆泵静止1～2min,然后在进行注浆，当返浆管口返清水则注浆正常，继续进行注浆使孔内压力逐渐上升，以便能够更多的渗入，保证封孔的致密性，直至注浆泵停止工作，方可停止注浆；如果注浆过程中出现孔口跑浆严重，通过停注静置处理，无法解决跑浆现象的，用水将该孔口进行冲刷，待孔口干燥后，使用马丽散进行封堵，马丽散凝固后在进行补注。

矿用封孔器使用方法
矿用封孔器主要由注浆管、瓦斯抽放管、单向阀、爆破阀、囊袋、堵头、瓦斯抽放管、虑水虑气装置等构成。

主要用于煤层空隙的封堵等各种钻孔的瓦斯抽采封堵。

主要工作原理为注浆管与注浆泵连通，液浆因注浆泵压力进入注浆管及囊袋，囊袋迅速膨胀，将囊袋的外径紧固在煤层孔壁上，将封孔器两端的孔封闭；当压力大于1.0MPa时，爆破阀爆破，液浆将两个囊袋中间的部分充满，中间段空气和压力从虑水虑气装置流出。

进而实现多层密封，通过瓦斯抽放管进行抽放瓦斯。

1、封孔器必须平直使用，严禁打折重压。

2、使用之前调节好顺序阀，开启压力应大于1MPa，管路上用压力表监控，压力水不能高于工作压力，作业完成后拆下压力水管路，待封孔器卸压无水，恢复原状，抽出封孔器整理备用。

3、封孔器需全部放进钻孔里，如果露在外面，膨胀超限容易因其爆裂。

建议松软煤质，放进钻孔1米以上，坚硬煤质，放进钻孔0.5米以上。

4、如果发现膨胀体不膨胀，首先检查压力水是否超过1MPa，然后检查顺序阀锥芯有没有被杂物卡住，如有杂物应立即冲洗干净装上。

顺序阀内的弹簧无方向，而锥阀芯尖是向膨胀方向的，应避免拆下后装反。

导向体：用于将封孔器导
入钻好的煤层底孔中，它的前端装有顺序阀。

5、注水过程中，操作人员不能正对着钻孔，以免孔内高压，外部管路短时低压把封孔器挤出孔外而伤人。

6、调节顺序阀的弹簧压力大小，即可控制该阀的开启压力。

例如：把顺序阀的开启压力调至2MPa，进水压力在≤2MPa时，该阀闭合，进水被堵截在膨胀腔内，膨胀体迅速胀大（直径增大，长度变小）。

作者：萱泽科技。

盘县老沙田煤矿瓦斯抽采钻孔封孔工操作规程编制单位：盘县老沙田煤矿编制时间：2020年6月10日瓦斯抽采钻孔封孔工操作规程一．适用范围及有关术语1．适用范围及封孔工艺：本矿所有的瓦斯抽采钻孔封孔操作均必须按照本规程规定，采用“两堵一压”的封孔工艺。

2．相关术语：封孔长度：钻孔内封孔材料充填段长度，包括封堵段长度和注浆段长度。

根据有关规定及我矿实际，封孔长度顺层钻孔9米、穿层钻孔6米。

封孔段：钻孔内封孔材料充填的这一段钻孔，包括封堵段和注浆段。

封堵段：封孔段两端首先用囊袋充填的钻孔段，用于注浆前的两头封堵。

注浆段：钻孔内两个封堵段之间用于充填注浆材料的钻孔段。

封孔管：封孔段内的抽放管，其前端为筛孔导管、后端为孔口管。

孔口段：处于巷道松动圈范围内的钻孔段，这一段钻孔封孔效果差，不计入有效封孔长度。

孔口段长度：穿层钻孔为1米、顺层钻孔为2米。

孔口管：孔口段内的抽放管，连抽前外露长度0.3-0.5米。

二．上岗条件（一）封孔工必须经过操作知识的专业技术培训，考试合格后方可上岗。

（二）瓦斯抽采钻孔封孔工需要掌握以下知识：1．熟悉入井人员的有关安全规定。

2．了解“一通三防”基础知识。

了解有关矿井瓦斯、煤尘爆炸的知识。

了解井下各种气体超限的危害及预防知识。

3．了解本矿井发生煤与瓦斯突出的预兆和规律，掌握施工区域的通风系统和避灾路线。

4．了解瓦斯抽放系统的基本原理。

5．了解有关瓦斯抽采管路的安装、维护规定。

6．了解导流管安装标准及简单维护。

7．必须熟悉注浆机的工作原理，掌握注浆机的操作要领/维护保养及排除故障的知识和处理办法。

8．掌握瓦斯抽采钻孔/测压钻孔/煤层注水钻孔/注浆钻孔/地质钻孔/放水钻孔等各类钻孔的封孔操作工艺方法。

三．安全规定1．加强对操作人员的安全培训，提高操作人员的安全意识。

2．进行封孔操作前，要仔细检查操作环境的安全状况（如瓦斯浓度、风流方向、风量、顶/帮及支护的稳定性等），不安全不操作。

3．严禁在无风或风量不足的地点从事封孔及其它工作。

金鼎安全瓦斯治理工艺----“两堵一注”封孔试验报告为提高钻孔瓦斯抽放浓度，提高抽放效率，缩短抽放达标期，做好瓦斯治理，在桃园煤矿II2轨道大巷6#钻场及II1028机巷对安徽宿州市金鼎安全技术股份公司的囊袋式封孔装置+速凝膨胀材料的“两堵一注”封孔工艺进行了试验。

本次实验共选取穿层钻孔40个，顺层钻孔10个，旨在验证囊袋式（矿用封孔器）“两堵一注”封孔效果。

一、概况桃园煤矿位于安徽省宿州市南部北杨寨乡境内，北距宿州市12km（交通位置见图1-1）。

其北界为F断层，南部以第10勘探线为界与祁南煤矿毗邻，西界1煤层-800m底板等高线的水平投影为界。

井田南北为10煤层露头线，东界至32走向长约15km，东西倾向宽1.5～3.5km，井田面积约32km2。

煤层为煤与瓦斯突矿井核定生产能力160万t/a，为煤与瓦斯突出矿井，82出危险煤层。

桃园煤矿II2采区走向长约2500m，倾斜宽约1600m，面积约4.5km2。

1、II2采区10煤层赋存、瓦斯、地质条件II2采区10煤层两极厚度0.54～4.04m，平均厚3.22m，含1层泥岩或炭质泥岩夹矸。

煤层顶板为泥岩、粉砂岩和砂岩，岩性变化复杂，砂岩与泥岩、粉砂岩常相间出现；底板多为泥岩及粉砂岩。

10煤层推测瓦斯压力为0.69～1.47MPa，在标高为-538.5m时，煤层瓦斯压力为0.74MPa。

煤层瓦斯含量为5.29～7.84m3/t，在标高为-823m时，煤层瓦斯含量达到8m3/t。

2、实验区域地质概况及瓦斯赋存情况II1028工作面位于Ⅱ2采区北翼，上区段为即将回采的Ⅱ1026工作面，下为10煤层未开拓区域，左以Ⅱ2轨道上山保护煤柱为界，右至Ⅱ2采区边界。

该工作面外段走向长约310m受古河流冲刷影响，局部煤层因冲刷而缺失，煤层厚度变化较大，厚度为0～4.2m，平均3.4m，局部含有一层夹矸，一般厚0～0.3m，平均0.2m；煤层倾角为20～33°，平均26°；煤层顶、底板均为泥岩。