囊袋封孔(仰孔)示意图

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。

LH—WFN—I型快速囊袋封孔装置顺层瓦斯抽采钻孔新技术及其应用顺层钻孔预抽瓦斯技术受煤层条件和封孔质量的影响效果较差，为了进一步提高彬长集团大佛寺矿的瓦斯抽采率，矿方决定采用主动式膨胀支护封孔原理研制的快速囊袋式注浆封孔装置，该装置可以显著增加注浆时的注浆压力，有效的封闭钻孔周围裂隙，使钻孔封孔长度变得可控、可调，有效的解决了封孔中存在的钻孔浓度。

标签：顺层钻孔；瓦斯抽采；快速囊袋式注浆封孔装置1 概述瓦斯治理与利用的根本措施和主要途径是瓦斯抽采，最大限度的预抽瓦斯，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响[1]，因此现阶段的瓦斯抽采抽放技术研究主要集中在封孔工艺方面，包括封孔装置、封孔材料、封孔设备等。

顺层钻孔预抽瓦斯是现阶段各高瓦斯矿井和瓦斯突出矿井主要采用的一种区域性抽采和防突技术，该技术有效地防治了煤与瓦斯突出事故的发生，但在实际施工中，由于钻孔在煤层中施工，周围煤体相对比较松软，裂隙发育程度较高，钻孔成型效果差，同时封孔质量不高，诸多因素造成顺层钻孔瓦斯抽采的浓度低下、漏气率高、抽采效果不佳，大量集聚瓦斯得不到有效抽采，严重威胁矿井的安全、高效生产[2-5]。

彬长矿区大佛寺矿是一座现代化的高产高效矿井，随着开采强度的增大和开采条件日趋复杂，瓦斯已成为制约矿井发展的主要因素之一。

该矿自2012年初使用陕西蓝海科技有限公司和中国矿业大学共同研发生产的LHFK-1型封孔剂两年多来，瓦斯抽采率大幅度提升；为了进一步提升瓦斯抽采率，缩短施工周期和提高密封效果，经过市场考察及研究决定采用陕西蓝海最新产品LHFK-1型快速囊袋封孔装置配合LHFK-1型封孔剂使用，选定在大佛寺矿井的西二总回二号联巷钻场预抽钻孔进行全程密封试验；采用新装置及新技术后，钻孔封孔质量及瓦斯抽放效果显著提升。

2 工作面概况顺层瓦斯抽采钻孔采用LHFK-1型快速囊袋封孔装置配合LHFK-1型封孔剂封孔实验工作面为陕西彬长矿业集团大佛寺矿西二总回二号联巷，该工作面煤体松软、裂隙发育程度高、瓦斯预抽钻孔成孔率较低，塌孔现象非常严重。

“8m全程注浆“封孔工艺在瓦斯抽采钻孔施工中的应用瓦斯抽采是煤矿瓦斯治理的根本措施和主要途径，钻孔封孔是瓦斯抽采中的一项重要技术，封孔效果的好坏将直接影响抽采效果。

封孔效果差往往会造成空气由封孔管与钻孔壁的环状空间进入钻孔，降低瓦斯抽放浓度，减少瓦斯抽放量，容易经常造成钻场及巷道内风流瓦斯预警甚至超限，直接威胁矿井安全生产，为了解决这一问题，我们在过去“两堵一注”封孔工艺上进行了改进，形成了一套全新的封孔方法“8m全程注浆”封孔工艺。

一、“两堵一注”封孔工艺1、钻孔封孔时，在12m封孔管的9.5m、0.5m处分别捆绑2组A/B袋，在距封孔管8.5m(俯孔1.5m)、1.5m(俯孔8.5m)处分别帮一根注浆管和返浆管，并每隔1m用透明胶带捆绑。

2、将绑好A/B袋、注浆管和返浆管的封孔管及时顺畅送入抽采钻孔内，从拉开A/B袋密闭剂隔离条后5分钟内必须完成下管工作。

3、下管完成大约15分钟后，用双手推拉φ75PVC封孔管确定是否固定结实。

固定牢后，方可开始封孔注浆作业。

4、当注浆料从返浆管返出后，注浆结束。

附《“两堵一注”封孔示意图》“两堵一注”封孔示意图二、“8m全程注浆”封孔工艺1、将速封式注浆囊袋8m整体套入封孔管3.5m处，并用两道专用管卡固定。

2、将封孔管顺畅送入抽采钻孔内，并用两道专用管卡将速封式注浆囊袋末端固定于封孔管上。

3、开始注浆，当囊袋外端充分膨胀硬实并将爆破阀爆开口，注浆结束。

附《“8m全程注浆”封孔示意图》“8m全程注浆”封孔示意图三、对比分析为了进一步提高瓦斯封孔效果，实现“两堵一注”和“8m全程注浆”封孔工艺择优录用，现对以上两种封孔工艺进行对比分析：工艺对比：“两堵一注”封孔工艺1、“两堵一注”封孔工艺，相对比较繁琐复杂。

2、A/B袋(树脂)膨胀封堵钻孔时，由于膨胀不能均匀严密，造成水泥直接流入钻孔，造成堵孔。

3、注浆时，通过注浆管进行注浆，A/B袋(树脂)膨胀封堵钻孔空间水泥浆填满时，水泥浆会自然顺着返浆管流出，水泥相对比较松软，强度不够，不能与煤强紧密结合，容易漏气。

浅谈穿层钻孔封孔工艺对抽采效果的影响研究发布时间：2022-12-19T01:44:12.673Z 来源：《科学与技术》2022年16期作者：徐保磊孔路路苏野[导读] 为了提高为了提高煤矿穿层钻孔瓦斯抽采浓度及抽采效率，基于合理封孔深度的重要性,根据某矿现有测定条件,采用测定瓦斯抽采参数法研究不同封孔工艺下的抽采效果徐保磊孔路路苏野新疆焦煤（集团）一八九〇煤矿有限公司新疆乌鲁木齐 830025摘要：为了提高为了提高煤矿穿层钻孔瓦斯抽采浓度及抽采效率，基于合理封孔深度的重要性,根据某矿现有测定条件,采用测定瓦斯抽采参数法研究不同封孔工艺下的抽采效果，最后确定某矿穿层钻孔合理封孔深度为9m，始封深度为2m,大幅度提高了瓦斯的抽采浓度，延长了抽放衰减周期，为穿层钻孔瓦斯长时间预抽提供了技术支撑，实现了矿井高浓度瓦斯的稳定利用，增加了安全保障，创造了经济效益。

关键词：穿层钻孔;瓦斯抽采;封孔工艺；封孔深度;引言穿层钻孔预抽条带煤层瓦斯作为区域预抽方式之一，有效治理了突出矿井掘进巷道瓦斯治理难题。

王兆丰[1]等研究了我国瓦斯抽采存在的问题和对策，程志恒[2-6]等认为合理封孔深度和封孔质量是决定预抽瓦斯效果的重要因素。

王松[7]等通过巷帮“三带”理论分析，确定穿层钻孔的合理封孔长度。

某矿在实际穿层钻孔抽采效果跟踪过程中，发现底抽巷穿层施钻钻孔受底抽巷顶帮破碎影响，存在封孔段漏气现象，单孔浓度衰减较快，抽采效果不明显。

为解决上述难题，本文通过不同封孔工艺对比分析，研究合理的穿层钻孔封孔方式和始封深度，以期为确定穿层钻孔封孔工艺促进瓦斯抽采效果提供借鉴。

1基本情况某矿位于沁水县胡底乡，2021年3月15日正式投产转为生产矿井， 2012年被直接认定为煤与瓦斯突出矿井，2021年投入生产，核定生产能力240万吨/年，水文地质属中等类型，批准开采3#煤层属Ⅲ类不易自燃煤层，煤尘无爆炸危险性。

2煤层基本瓦斯参数《某矿3号煤层瓦斯可抽采评价参数与抽采半径测试》研究报告，对3#煤层参数进行测定，瓦斯含量15.43-18.68m3/t，瓦斯压力1.50-1.65MPa，钻孔瓦斯流量衰减系数为0.042-0.046d-1，煤层透气性系数为0.134-0.26m2/MPa2·d，属可以抽放煤层。

“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。

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。

囊袋式封孔器作业细则针对囊袋式注浆封孔工艺，为了保证钻孔的封孔效果，规范井下封孔操作流程，特制定本细则。

1 囊袋封孔原理囊袋式注浆封孔器的工作原理是：首先通过注浆泵将水泥浆液经注浆管对2个囊袋注浆，待2个囊袋注浆膨胀后封堵钻孔并支撑孔壁，2囊袋间形成密闭的注浆空间，然后待注浆压力升到一定值，注浆段的出浆阀打开，浆液带压注入注浆段并充填孔壁周围裂隙。

2封孔作业细则井下封孔作业是个系统工作，各个环节密切相连，封孔工作涉及的材料、设备、封孔质量要求等若一个环节出了问题，就可能导致封孔工作不能正常进行，更有可能造成封孔失败，所以在封孔时应将各个环节有机的结合在一起，保证封孔作业的顺利完成。

2.1 下井前准备在下井封孔前，在地面首先确认下井封孔所需的囊袋、水泥、抽采管的数量是否准备充足、是否已到达井下指定位置；确认封孔所需的接头、管子等工具是否准备齐全；确认封孔地点的水、风、注浆泵是否到位。

2.2 封孔前准备（1）钻孔施工钻孔施工到终孔后，不能立即退钻，对于上向孔和平孔，应继续用水将钻孔内的钻屑冲出，防止钻屑过多阻塞囊袋下入钻孔；对于下向孔，除了用水将钻孔内的钻屑排出外，最后还应换用压风，将孔底的积水吹出，防止积水过多，阻碍瓦斯抽采。

（2）检查封孔器检查封孔器是否有破损，对于封孔器包装有破损的，应采取少量注水法试验封孔器是否损坏，禁止使用破损的封孔器进行封孔。

（3）检查封孔机具连接水源，全面检查注浆泵、搅拌器和注浆管是否处于正常状态。

（4）检查注浆材料准备封孔用水泥材料和水泥添加料，并检查是否有结块现象，不得使用失效的水泥和水泥添加料。

2.3 插入囊袋封孔器对于易塌孔地段，要求成孔之后及时插入抽采管及囊袋封孔器，否则可能出现塌孔现象而造成封孔失败。

（1）计算插入筛管长度根据囊袋封孔器的长度计算插入筛管的长度，按照公司要求，本次封孔要实现全煤孔下套管，则煤孔段应全部下筛管（2）插入囊袋首先将所需筛管的长度插入钻孔，然后在筛管后接入套管继续插入钻孔，待剩余套管的长度与囊袋封孔器的长度一致时将套管套入囊袋，并用胶带将囊袋和套管固定牢固后一起插入钻孔，待囊袋封孔器和套管完全插入到钻孔，插入囊袋工作结束。