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            標準孔板流量計

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            瓦斯抽采鉆孔標準孔板流量計工藝應用分析

            作者: 來源: 發布時間:2019-11-14 15:29:22

                摘 要:以尚莊煤礦 711 風巷底板巷瓦斯抽采鉆孔為實例,采用標準孔板流量計新工藝。 與聚氨酯封孔液封孔工藝相比,封孔質量好,CH4 抽采量提高 35%以上。

                1 概況
                尚莊煤礦位于江西省豐城市尚莊鎮境內,核定生產能力為 360 kt/a, 主采煤層為二迭系上統龍潭組 B4 煤層,為煤與瓦斯突出礦井。 尚莊煤礦為了綜合治理礦井瓦斯,杜絕瓦斯事故,設計施工大量的穿層瓦斯抽采鉆孔及本煤層瓦斯抽采鉆孔。 為了達到抽采達標效果,提高封孔質量,每個鉆孔需要嚴密封孔不漏氣。

                該礦以前一直采取“兩堵一注”的聚氨酯封孔液封孔工藝,封孔工序有兩道,首先是用膨脹性聚氨酯封孔液封堵鉆孔, 在鉆孔口 2 m、8 m 位置封孔;再用水泥砂漿封堵中間預留孔,排出孔內空氣。每個鉆孔除了正常的抽采管外,還需預留一根注漿管、一根反漿管。 封孔工序多,封孔材料有聚氨酯封孔液、封孔布袋、水泥、河沙、PV 管五種之多,工藝較復雜。

                2 標準孔板流量計工藝
                2018 年 5 月,該礦引進試用河南平頂山安泰華公司的封孔工藝。

                該封孔工藝將“兩堵一注”工序組合在一起,注漿料預先配比好, 在給鉆孔封孔時, 僅需在鉆孔 2 m、8 m 位置綁定封孔囊袋,直接用注漿機將封孔漿料一次性注入鉆孔即可,10 min 內即可封孔成型。且其為帶壓封孔, 對煤巖裂隙有一定的封堵效果。由于其采取一次性帶壓注漿封孔技術,漿液是預先配比好的,僅需封孔器、封堵囊袋及一根抽采管,工藝比較簡單。

                標準孔板流量計結構特征與工作原理見圖 1:

             

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                抽采瓦斯用注漿式(帶壓式)封孔器封孔,主要由注漿管、單向閥、爆破閥、囊袋等構成。

                FKJW- 50/ 0.6 型封孔器通過注漿管注漿,兩端囊袋開始膨脹,囊袋的外徑緊固在煤(巖)層孔壁上,將鉆孔兩端封閉;當壓力大于1.0±0. 2 MPa時,爆破閥爆破。開始注漿有效封孔段,通過注漿壓力將注漿液注入周邊的裂隙帶,實現帶壓封孔。

                3 應用實踐
                2019 年 2 月, 在 711 風巷底板巷施工穿層鉆孔,對相鄰的 14#、15#、18#、19#、20#、21# 共 6 個鉆場,分別采用兩種封孔工藝,進行抽采效果對比試驗。15#、18#、20# 等3個鉆場,采用囊式封孔工藝進行封孔,14#、19#、21# 等3 個鉆場采用聚氨酯封孔液封孔。至 2019年 5 月底,通過對 6 個鉆場的抽采數據檢測,剔除封孔質量較差的 14#、15# 兩個對比鉆場,采用標準孔板流量計工藝進行封孔的 18#、20# 兩個鉆場, 鉆場內 CH4 濃度由封孔初期的 50%到封孔10日后升至 80%以上,封孔20日后,鉆場內 CH4 濃度緩慢降至 50%,3個月后,鉆場內CH4濃度仍有25%以上。而采用聚氨酯封孔液封孔的 19#、21# 兩個鉆場,封孔效果zui好的 21# 鉆場,孔內CH4濃度始終比對比孔 20# 鉆場的 CH4 濃度低 15%以上,CH4 濃度全面低于采用囊式封孔工藝進行封孔的鉆場。 采用囊式封孔工藝的 18#、20# 試驗鉆場到 5 月底共 3個多月的抽采總量達 6856 m3; 采用聚氨酯封孔液封孔的 19#、21# 對比鉆場到 5 月底共 3 個多月的抽采總量達 4282 m3。

                4 效果分析
                通過檢測數據的對比,2 個試驗鉆場與 2 個聚氨酯封孔液封孔的鉆場,抽采 CH4 在 1 月 31 日至 5 月 29 日的 118 天里,抽采 CH4 相差 2574 m3,采用聚氨酯封孔液封孔與采用囊式封孔抽采效果相差37. 54%。 在長達 3 個月以上的抽采時間內,囊式封孔鉆場抽采 CH4 濃度均在 25%以上,煤層瓦斯抽采率大增。 這意味著底板巷抽采 CH4 將可利用,每日可出售的瓦斯總量將大大增加, 同等成本的條件下,這超出的利用量即是純利潤。

             

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                5 結語
                采取標準孔板流量計與采取聚氨酯封孔液封孔,CH4 抽采量提高 35%以上,既確保了安全,又獲得更好的經濟效益。

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