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白龙山煤矿两堵一注带压封技术应用研究报告煤矿一直以来都是重要的矿产资源，但是在采煤过程中容易出现矿井塌方和煤矿突水等安全事故。
为了保障煤矿生产的安全性和稳定性，白龙山煤矿采用了两堵一注、带压封技术。
本文将对该技术进行应用研究，并进行深入探讨。
首先，介绍白龙山煤矿的两堵一注、带压封技术。
该技术是指在煤矿采煤过程中，利用混凝土、钢筋和注浆等材料，对采空区进行封闭，并形成两堵临时封闭墙体和一条封闭注水管道。
然后，通过对注水管道进行带压注水，增加注水管道的压力，使得煤矿采空区的水压维持在一定的范围内，从而减少突水事故的发生。
然后，对两堵一注、带压封技术的应用进行研究。
通过对白龙山煤矿的实际案例进行分析，研究该技术在减少矿井塌方和突水事故方面的效果。
通过对比实施该技术前后的数据，可以得出结论：通过两堵一注、带压封技术的应用，能显著减少矿井塌方和突水事故的发生率，保障煤矿生产的安全性和稳定性。
接下来，对两堵一注、带压封技术的优势进行探讨。
该技术能有效地控制采空区的水压，降低矿井塌方和突水事故的风险。
同时，在煤矿采煤过程中，由于两堵封闭墙体的存在，减少了岩层滑移和沉陷的可能性，保障了矿井的稳定性。
此外，采用带压注水的方式，能够控制注水量和注水压力，进一步提高了封闭效果和煤矿生产的安全性。
最后，对两堵一注、带压封技术的发展前景进行展望。
随着煤矿采煤技术的不断发展和改进，该技术在减少矿井事故和突水事故方面的应用前景广阔。
通过不断完善封闭材料和注水设备的技术，进一步提高煤矿生产的安全性和稳定性。
同时，通过加强对该技术的研究和推广，能够在全国范围内推动煤矿安全生产的进步，为我国煤矿产业的可持续发展提供有力支撑。
综上所述，两堵一注、带压封技术在煤矿生产中的应用研究具有重要意义。
通过该技术的实施，可以有效地减少矿井事故和突水事故的发生，保障煤矿生产的安全性和稳定性。
随着煤矿采煤技术的不断进步，该技术的应用前景十分广阔。
“两堵一注”硬管直连带压封孔技术研究摘要：瓦斯突出矿井煤层的开采往往伴随着大量瓦斯涌出，特别是随着煤炭生产的高效集约化和开采深度的增加，瓦斯涌出量越来越大，瓦斯灾害已成为制约高效集约化开采技术发展和安全生产的最重要因素。
因此，如何有效地解决高瓦斯煤层开采过程中的瓦斯突出和大量瓦斯涌出问题，对煤矿安全生产具有十分重要的意义。
通过利用“两堵一注”硬管直连带压封孔技术，结合煤岩特性及现场实验结果，成功解决“两堵一注”带压封孔技术封孔不严、漏气严重的问题。
该技术为矿井瓦斯治理工作提供了技术保障和支撑，具有一定的推广价值。
基于此，本文作者结合自身实践就“两堵一注”硬管直连带压封孔技术的相关内容进行分析和研究，以供参考。
关键词：两堵一注；硬管直连带压封孔技术引言：封孔是矿井瓦斯抽放钻孔中的一项重要技术，封孔不好，瓦斯抽放浓度降低，从而影响矿井瓦斯治理工作及瓦斯合理利用。
通过对矿井钻孔封孔技术的研究，实现矿井瓦斯高效治理、安全快速掘进、高效利用瓦斯，全面提升矿井瓦斯治理水平，为其他煤矿瓦斯高效治理提供一定的依据。
1钻孔封孔技术采用“两堵一注”硬管直连带压封孔工艺，利用矿用封孔器与抽采管连接形成高压挡板，通过注浆管将膨胀材料浆液带压注入钻孔周围裂隙中，对钻孔周围煤岩体施加主动支护，待材料有效渗入到钻孔裂隙中，膨胀硬化反应后完成封孔，该封孔工艺可达到封堵裂隙、阻碍钻孔变形、封孔材料与钻孔壁紧密结合的目的，实现瓦斯的高效抽采。
2封孔实施步骤2.1预算封孔材料用量根据实际钻孔结构参数和封孔结构示意图，计算花管、实管、直连实管、注浆管的长度和封孔剂干料量，并按照计算好的数量准备齐全。
封孔剂干料按照最低参考经验用料量的1.5倍进行计算（Φ94mm的钻孔，封孔剂干料8.5kg，Φ113mm的钻孔，封孔剂干料10kg）。
2.2下入封孔管花管→实管→里囊袋（注浆管、滤水孔）→直连实管、注浆管→外囊袋。
封孔段位于岩孔中，岩孔中下入实管并进入煤孔中0.5m-3m，煤孔中下入花管。
“两堵一注”工艺封孔材料优化研究摘要：通过对比实验配制聚氨酯与原用封孔材料的发泡体积、密封性和经济性，优化在瓦斯抽采的“两堵一注”封孔工艺中封孔材料，以降低企业材料成本，提高瓦斯抽采效率。
关键词：聚氨酯；两堵一注；优化一、引言煤层瓦斯预抽是防治煤与瓦斯突出的有效手段，提高抽采效率也是近年来各矿致力研究的课题。
无论是穿层预抽还是顺层预抽，决定抽采效果的因素均是封孔质量，在“两堵一注”封孔工艺中，封孔材料的发泡体积、密封性是封孔质量的核心。
二、封孔机理分析施工完抽采钻孔后下全程套管（PVC管），在孔口往里20m段采用“两堵一注”封孔工艺，即将原用封孔材料或聚氨酯捆绑在PVC管上（0~1m处以及19~20m处），并插入一根注浆管与一根返奖管，待原用封孔材料或聚氨酯发泡结束后使用高压水泵向2~18m段注入水泥砂浆或高水速凝材料，封孔长度总计20m，如图-1所示。
若两端封堵密封性不好则会造成中间流料的流失以及抽采负压损失，严重影响抽采效果。
三、数据记录与分析实验使用二苯甲烷二异氰酸酯与聚醚二醇为主料添加一些助剂配制而成聚氨酯，混合之前将多元酸酯（黑料）和聚醚二醇（白料）分装在两个铝箔袋中，助剂加入聚醚二醇中。
1.发泡体积使用排水法测量封孔材料发泡后体积，即在发泡后聚氨酯上涂上一层薄胶，放入盛满水得到玻璃容器中将发泡聚氨酯浸入水中，用量筒测量排出水的体积。
经实验数据计算得出，聚氨酯体积膨胀最高约为27倍；原用封孔材料体积膨胀最高约为14倍.2.密封性使用直径为96mm的PVC管模拟井下钻孔，直径为43mm的PVC管模拟全程套管，将PVC管一端密封，另一端分别使用聚氨酯和原用封孔材料封堵，通过小水管往管里注水，注满水后将管竖直放置（封孔端为下端），静置3天后测量管内水的质量，如图-2所示。
经实验数据计算得出，聚氨酯3天后管内水的质量略大于原用封孔材料的管内水的质量。
3.经济性原用封孔材料售价为16元/袋，实验配置聚氨酯计算后每袋价格（包括铝箔袋与密封杆）约为11元/袋。
两堵一注”、带压封孔技术——滇东矿业分公司"两堵一注"是一种带压封孔法，原理是：先在封孔段的两端用袋装聚氨酯进行封堵，待发泡封孔袋、膨胀并凝结后，再通过注浆管对两端聚氨酯封堵段之间的钻孔段进行注浆，在注浆压力的作用下，浆液向钻孔壁渗透并填充钻孔周围裂缝。
囊袋抽放瓦斯用注浆式（带压式）封孔器应用于瓦斯抽放、封孔、利用注浆泵注浆压力，先将封孔器两头的囊袋充满浆液、两端膨胀后液浆再封闭中间缝隙，从而实现多层带压式封孔，瓦斯通过抽放管路进行抽放。
发展历史囊袋式注浆封孔法是“两堵一注”带压注浆封孔法的初期形式。
囊袋式封孔装置采用2个囊袋封堵钻孔，2个囊袋间有1个出浆嘴，它的封孔原理是:利用注浆管向囊袋注浆，囊袋膨胀后，囊袋与钻孔壁紧密接触，当注浆压力超过注浆嘴的开启压力时，注浆嘴向2个囊袋之间的空隙注浆浆液进入囊袋与钻孔壁的缝隙以及钻孔周边一定深度的煤体裂隙，从而实现抽采钻孔的封孔。
“两堵一注”带压注浆方法的优点是实现了钻孔壁注浆，浆液固结后支护钻孔，从理论上讲，如果注浆压力足够大，浆液在膨胀力的作用下进入钻孔壁裂隙进行封堵，凝固后的注浆材料的膨胀力可以接近地应力，可以使钻孔封孔段周围形成高应力区，减少漏气通道，提高封孔段的密闭性。
囊袋抽放瓦斯用注浆式（带压式）封孔器主要由注浆管、瓦斯抽放管、单向阀、爆破阀、囊袋、堵头、瓦斯抽放花管（集气段）等构成。
该封孔器的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；当压力达到时，爆破阀爆破，液浆将两个囊袋中间的部分充满，进而实现多层密封，通过瓦斯抽放管连接瓦斯抽放管路进行抽放瓦斯。
优点具有操作简单、使用方便、成本低、降低工人劳动强度、提高工作效率等优点。
从封孔原理和实际封孔效果来看“两堵一注”带压封孔法是目前最好的瓦斯抽采钻孔封孔方法，其优越性在于：通过加压注浆可以封堵钻孔周边煤体裂隙浆液，在注浆压力作用下可以劈裂、扩展钻孔周边煤体裂隙充填孔隙和煤体凹凸面，增大浆液扩散范围，同时，在大渗透压力梯度作用下深入煤体微裂隙内，并产生凝聚力，待浆液固化后形成树枝状分布，并与煤体颗粒固结在一起，有效密封漏气通道，从而达到提高瓦斯抽采效果的目的。
宏远矿封孔和风水联动施工工艺情况说明
一、两堵一注封孔工艺
1.先准备好12米直径为50mm的封孔管，在距封孔管末端1米处，用规格为：长*宽=1米*0.1米的白纱布在两边捆绑，在距封孔管孔口200mm位置，进行同样的方法捆绑。
2.把聚氨酯A、B两种材料按1：1的比例，均匀的倒入一个自制的容器内，进行半分钟的搅拌，方可倒入捆绑在50mm封孔管的白纱布内。
3.最后将封孔管端头慢慢的送入在封孔位置，并保持外漏200mm，便于联孔抽放瓦斯。
4.待反应10分钟后，进行水泥注浆，及完成“两堵一注”封孔全过程。
二、风水联动施工工艺
1.根据煤层的软硬情况进行调节风水联动的比例。
通常按3：1进尺施钻，确保排除的煤粉潮湿但不成煤泥。
2.当钻孔施工达到设计孔深时，关闭压风截止阀阀门，用静压水进行冲洗钻孔，待钻孔残余的煤渣全部被水冲出后，现场验收人员方可验收。
3.钻孔进行水压冲洗后，即有效遏止了钻孔残留的煤粉，同时，增加了钻孔孔内裂隙，对预抽瓦斯有一定的效果。
4.最后用水压冲洗钻孔，避免煤粉进入抽放支管。
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。
局部顶板纵向裂隙较为发育。
Ⅱ1028工作面处于突出危险区域实测Ⅱ1028工作面深部-774.5处10煤层瓦斯含量为6.33m3/t3、实验区域钻孔设计情况1、6#钻场设计施工5列40个钻孔，钻孔设计孔径为113mm，孔底轴向间距6×6m网格状布置。
钻孔穿过煤层进入煤层顶板0.5m，钻孔控制到巷道两侧轮廓线外均不少于15m。
2、Ⅱ1028机巷向工作面内部施工顺层孔共设计190个孔。
钻孔设计孔径为113mm，孔底轴向间距5m。
二、原封孔工艺及存在的问题1、原封孔工艺方法及流程封孔管为Φ50mm，长度为18m的PE管，前段2m为花管，孔口段封孔长度不小于1.5m。
（1）将一个编织袋底部开口套在PE管花管后1.5m处，用铁丝扎紧袋底，将编织袋向后翻开备用。
（2）将专用塑料袋用铁丝捆扎在编织袋中间部位的PE管上，向塑料袋内倒入黑（白）聚氨酯，用棉线绳将塑料袋捆扎在PE管上，棉线上留扣，取一根与套管长度一致的铁丝作为拉线，将铁丝穿入棉线预留的扣内，向塑料袋内倒入白（黑）聚氨酯，使用棉线将塑料袋袋口与PE管扎紧。
（3）将编织袋口部位割出一处缺口，将拉线铁丝从缺口内捋出，将编织袋袋口束紧用铁丝捆扎在PE管上。
（4）在套管上绑上回浆管，回浆管长度不小于10m孔口预留0.3m。
（5）两人配合将套管送入孔内，将拉线铁丝从孔内拉出，将PE管在孔内来回窜动几次，以便聚氨酯能够充分混合，孔口外预留0.3m,便于软管连接。
（6）将2m长的注浆管沿孔壁送入孔内孔口预留0.2m，向孔内1.5m处捣入一团棉纱，以防聚氨酯膨胀堵塞注浆管。
（7）将编织袋内倒入聚氨酯，捣入孔内。
（8）待聚氨酯膨胀后，清理孔口，再捣入快速水泥,使两段聚氨酯之间形成膨胀水泥注浆空间。
（9）把封孔所用水泥浆按比例配比搅拌均匀，(水泥与水的体积比1:1～1.5)，利用封孔设备2ZBQ-9/3煤矿用风动注浆泵注进孔内,待回浆管回浆后将回浆管对折扎紧，继续注浆，要求封孔压力超过1.5MPa，注浆结束后将注浆管对折扎紧，封孔结束。
2、原封孔工艺存在的问题（1）操作步骤较多，程序繁琐。
（2）各种材料用量、注浆量不易掌握，现场操作存在偷工减料情况。
（3）前堵头中的聚氨酯反应时间不易掌握，塑料袋在送入孔内过程中容易被孔壁刮破，失去作用，造成注浆效果达不到要求。
（4）前后堵头耐压强度低，容易发生前端堵头被顶掉而从套管内返浆的情况。
三、囊袋式“两堵一注”封孔原理及工艺流程1、囊袋式“两堵一注”封孔原理采用新型囊袋式“两堵一注”封孔，即使用宿州金鼎安全技术股份有点公司生产的“FKJW-50/0.5”矿用封孔器，根据所需封孔长度，通过一根注浆管注入“速凝膨胀封孔剂”浆液先快速密封两端囊袋，使两端囊袋鼓起，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间的密封腔注入，直至注浆压力达到1-1.5MPa时停止，此时钻孔空间及周围裂隙可得到有效密封。
封孔设计如图所示：2.新型囊袋式两堵一注封孔工艺流程（1）下入套管及囊袋式封孔材料前首先使用清水或压风将钻孔冲洗干净，保证孔内无煤岩粉钻孔通畅。
（2）准备好封孔套管，使用透明胶带将囊袋式封孔材料捆扎在封孔套管上，并预留一定长度的注浆管。
（3）两至三人配合将捆扎好的封孔管送入孔内，孔口预留200mm，以便与抽放管路连接。
（4）使用风动注浆泵通过注浆管注浆，直至注浆压力达到要求。
四、两种封孔工艺的比较1.工效方面表1两种封孔工艺工效对比注：原封孔工艺与新式封孔均按照“打一、封一、注一、合一、抽一”的施工工序施工。
2.封孔成本表2新老封孔工艺成本比较（顺层钻孔/单孔）原封孔工艺囊袋式封孔工艺项目用量单价(元)费用（元）项目用量单价费用封孔剂75kg 1.8135封孔剂100kg 1.8180注浆管2m 510囊袋1套110110回浆管10m 550封孔剂(孔口封堵)5kg1.89聚氨酯3kg 24.7874.34快速水泥20卷0.9919.8编织袋4个1.997.96封孔方式单孔用时（h）人员（个）原封孔工艺1-1.52-3囊袋式封孔12-3总费用297.1总费用299从表1、2中的数据分析可以看出，两种封孔工艺在人工成本上基本一致，原封孔工艺使用聚氨酯进行封孔，需缠编织袋人工送入孔内，操作不便，极易造成聚氨酯等材料的浪费。
3.效果分析实验中我们采集了使用两种不同封孔工艺下的钻孔相关的瓦斯抽放参数做一对比，并进行了效果分析。
⑴穿层钻孔表3穿层钻孔封孔效果钻场编号封孔方式抽采浓度％混合流量m³/min纯流量m³/min百米钻孔纯流量m³/min负压KPa5#原封孔方式8.50.3640.0300.0612.56#囊袋式“两堵一注”封孔30.40.4580.1390.3412.4实测单孔浓度数据见表4、表5.表4囊袋式“两堵一注”封孔工艺单孔瓦斯浓度（6#钻场）孔号浓度%孔号浓度%孔号浓度%孔号浓度%孔号浓度% 15-13216-14517-15118-13819-155 15-81816-82317-86018-82219-8015-73516-62517-72218-72819-510 15-52016-52217-52518-52519-428 15-36816-44517-40.518-47516-35217-25018-370补16-51818-235补16-150表5原封孔工艺单孔瓦斯浓度（5#钻场）孔号浓度%孔号浓度%孔号浓度%孔号浓度%孔号浓度% 10-12211-11512-84513-2814-125 10-21511-71312-62313-41214-80 10-33511-52012-42513-61814-510 10-62211-43512-32213-82514-418 10-73811-2512-54513-53514-612 10-82411-3212-25213-7014-210分析：从表3可知，对于穿层钻孔，囊袋式“两堵一注”封孔工艺较原封孔工艺，抽放浓度提高3.58倍（30.4/8.5），钻场瓦斯抽放纯流量提高4.63倍，百米钻孔纯流量提高5.67倍。
可见，同样的钻孔条件下，囊袋式“两堵一注”封孔工艺可以大抽采达标期为原封孔工艺的21.55%。
⑵顺层钻孔顺层钻孔时，两种封孔工艺效果抽放见表6.表6两种封孔工艺的抽放效果对比钻场编号封孔方式抽采浓度％混合流量m³/min纯流量m³/min百米钻孔纯流量m³/min负压KPa第八组原封孔方式11.5％ 1.1040.1260.9068.6第七组囊袋式“两堵一注”封孔15.5％0.6490.100 1.012.5分析：从表6数据可知，囊袋式“两堵一注”封孔工艺百米钻孔抽放纯流量较原封孔工艺提高9.1%，但抽放负压提高45.3%，即囊袋式“两堵一注”封孔工艺比原封孔工艺提高了封孔严密度。
表7原封孔工艺单单孔抽放浓度（第八组）孔号浓度孔号浓度孔号浓度孔号浓度2121002081204120010 211202070.120320补20435 210802068202520957205 1.52013表8囊袋式“两堵一注”封孔工艺单孔抽放浓度（第七组）孔号浓度孔号浓度孔号浓度孔号浓度19916.5补19550192351982519570191171975019428196351933从表中可看出，不论是穿层钻孔还是顺层钻孔抽采浓度整体偏低，但囊袋封孔材料的应用还是将抽放浓度提高了一倍以上。
分析瓦斯抽采浓度偏低的原因有以下几个方面：（1）该区域原始瓦斯含量低，在4#钻场内施工的两个压力测定钻孔，实测最大的瓦斯压力为0.48MPa，换算成瓦斯含量仅为3.7m3/t，瓦斯不易从煤体中释放。
（2）煤层顶底板砂岩含水影响。
瓦斯可以随着水的流动而排放，水分子被吸附在煤体表面后，减弱了煤对瓦斯的吸附能力,同时水分占据了煤的孔隙空间，排挤了自由状态的瓦斯。
实际施工中大量钻孔出水，导致抽放浓度不高。
（3）矿井地质条件的影响。
受断层的影响，断层在某些情况下有利于瓦斯的排放，一般情况下张性断裂时有利于瓦斯排放。
（4）抽采合茬过程中的个别钻孔漏气，导致的抽采浓度低。
五、结论1、瓦斯抽采效果方面应用新型囊袋式“两堵一注”封孔材料的钻孔瓦斯抽采浓度单孔最高可达到75％以上，钻场（单组）总浓度相比原工艺封孔提升一倍以上，抽采纯流量也比原封孔工艺有所提高。
且经后期持续跟踪发现，此工艺封孔衰减速度较慢，可长时间保证抽采效果，对瓦斯治理有较大价值。
2、钻孔成本方面在顺层钻孔方面，原封孔工艺与新型封孔工艺单孔费用基本一致，但原封孔工艺使用聚氨酯进行封孔，需缠编织袋人工送入孔内，操作不便，极易造成聚氨酯等材料的浪费。
