注漿技術在瓦斯壓力測定中的應用

王金波

淮北礦業(yè)集團股份公司海孜煤礦，安徽淮北235000

摘要 本文針對海孜煤礦煤層底板實際情況，采取了注漿堵漏技術，進行了實驗，成功的測定了10煤層的瓦斯壓力，從而為礦井下一步瓦斯治理工作提供依據(jù)。

關鍵詞 注漿；技術；瓦斯壓力 測定

中圖分類號TD324 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）61-0158-02

煤層瓦斯壓力是決定煤層瓦斯含量多少、瓦斯流動動力高低以及瓦斯動力現(xiàn)象的潛能大清的基本參數(shù)，在研究與評價瓦斯儲量、瓦斯涌出、瓦斯流動、瓦斯抽采與瓦斯突出問題中，掌握準確可靠的瓦斯壓力數(shù)據(jù)最為重要[1]。因此，準確測定煤層瓦斯壓力，為煤礦安全生產(chǎn)提供真實準確的數(shù)據(jù)有著非常重要的意義。瓦斯壓力能否準確測出，取決于煤巖完整程度，封孔方法等，下面將介紹注漿技術在瓦斯壓力測定中的應用。

1 概況

淮北礦業(yè)集團股份公司海孜煤礦海孜煤礦設計生產(chǎn)能力為15Mt/a，2008年生產(chǎn)能力核定產(chǎn)量為15.9Mt。含煤地層為石炭二疊系，可采煤層有6層煤，自上而下分為三組，其中上煤組的3、4煤為低瓦斯煤層，中煤組的7、8、9三層煤為高瓦斯突出煤層，下煤組的10煤為高瓦斯煤層，主采煤層為7、8、9、10煤，平均煤層厚度分別為：2.03m、1.4m、3.1m、2.67m，煤層傾角為5°~30°，平均為20°。其中中煤組的7、8、9三層煤間距較近，7、8二層煤間距為7m~36m，平均為22m，8、9煤間距為10m~10.6m，平均為3.1 m；下煤組10煤層距中煤組最下一層煤9煤層間距為63m~115m，平均間距為83m。各煤層直接底為1m~3m厚的泥巖，老底為10m~18m厚的細粉砂巖，偶夾泥巖，粉砂巖裂隙較為發(fā)育，因此采用常規(guī)的注漿封孔常常測不到瓦斯壓力。

2 注漿技術測定瓦斯壓力實施

2.1 測壓地點的選擇

本次測壓是按照《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》在水平延深時，垂深每增加50m必須測定瓦斯參數(shù)。測壓地點為Ⅲ101回風上山，標高為-m。設計測壓鉆孔兩個，具體見圖1瓦斯壓力測定鉆孔布置圖；表1鉆孔施工參數(shù)表。

2.2 鉆孔結構

測壓鉆孔設計為1個，鉆孔開孔采用直徑為127mm鉆頭鉆進至6m，下直徑為108mm的孔口管，采用水泥漿進行固管，凝固48h后掃孔施工至煤層底板泥巖處，停止施工，然后進行注漿，注漿后凝固48h后，繼續(xù)掃孔鉆進，至穿過煤層進行煤層頂板0.5m終孔，鉆孔結構具體見圖2鉆孔結構圖。

1-直徑為127mm鉆孔；2-直徑為108mm套管；3-直徑為94mm鉆孔；4-直徑為15mm注漿管；5-直徑為15mm返漿管；6-直徑為15mm測壓管；7-測壓管外篩網(wǎng)；8-煤層；9-巷道

2.3 注漿工藝

鉆孔孔口下到位后采用水泥漿固管，凝固48h后，進行耐壓試驗，試驗壓力不小于6MPa，穩(wěn)定10min不漏水為合格，否則重新注漿，直到試驗壓力達到6MPa，穩(wěn)定10min以上為止，以防止注漿時孔口管脫落。

鉆孔施工至10煤層底板泥巖處停止施工，然后進行注漿，注漿采用型號2ZBQ-5/18氣動注漿泵，漿液為比例為1：1的水泥漿，開始注漿時采用低壓力小流量緩慢注漿，直至壓力上升至設計壓力4MPa，穩(wěn)定10min后停止注漿。

2.4 鉆孔封孔

鉆孔施工結束后，立即進行封孔，封孔先采用直徑為15mm鋼管下至孔底，在煤層段采用篩管，外纏篩網(wǎng)用作測壓；再采用直徑為15mm鋼管下至距煤層底板1.5m，用作返漿；最后采用直徑為1.5m鋼管用作注漿。鋼管下好后，在孔口采用速凝水泥堵住孔口，長度不小于0.2m，待凝固后，注膨脹封孔劑，待返漿管返漿后，及時關閉注漿泵同時關閉注漿管及返漿管外的閘閥，使注漿管及返漿管內(nèi)充滿水泥漿。

2.5 測壓效果

注泵24h后安裝壓力表，安排專人進行讀表。23天完成瓦斯壓力測定工作，測得煤層瓦斯壓力為2.46MPa，具體見圖3瓦斯壓力測定成果曲線圖。

本次試驗為煤層底板含水、巖石裂隙發(fā)育的條件下瓦斯壓力測定工作提供依據(jù)。

3 結論

在裂隙發(fā)育的圍巖中的瓦斯壓力準確測定是一項復雜而艱巨的工作，所采取的堵漏措施是決定測壓成敗及準確性高低的關鍵。

針對海孜煤礦煤層底板巖石裂隙發(fā)育的條件，提出了堵漏的注漿工藝，取得了較好的效果，測得了10煤瓦斯壓力達到2.46MPa，從而為礦井下一步瓦斯綜合治理措施提供了技術支持和依據(jù)。

參考文獻

[1]俞啟香.礦井瓦斯防治[M].徐州：中國礦業(yè)大學出版社，1992.

[2]王子龍，楊家中，陳建.復雜條件下深井立孔瓦斯壓力測定工業(yè)實驗[J].華北科學技術學院學報，2008(2)：9-12.

[3]劉頔.煤層瓦斯壓力測定中的注漿封孔工藝分析[J].科技信息，2007(11)29-30.