云南斯派尔矿业有限责任公司云南省曲靖市富源县墨红镇655502
摘要：在煤矿生产过程中，井下采掘工作面进行采掘活动时，瓦斯涌出到生产巷道空间，对井下生产活动造成安全威胁。不论瓦斯涌出量多少，一直是矿井生产中主要危险源，瓦斯灾害防治就成为矿井最根本、最重要的任务就是搞好矿井瓦斯抽采工作。抽放瓦斯措施是解决煤层瓦斯问题最有效、最直接的办法之一，而封孔效果的好坏将直接影响抽放效果。因此，本文对新型封孔技术在瓦斯抽放钻孔中的应用进行分析。
关键词：新型封孔技术；瓦斯抽放钻孔；应用
瓦斯是煤矿开采过程中的一种伴生性气体，具有易燃易爆性和化学毒性，对煤矿的安全生产带来了极大的隐患，而同时瓦斯也是一种优质洁净能源，其燃烧效率几乎等同于天然气。因此开发利用煤层瓦斯资源，不但可以有效降低煤矿安全事故发生的概率，还可以优化我国能源结构，实现节能减排，其社会意义和经济效益都不容忽视。
瓦斯抽采是煤矿企业进行瓦斯防治和利用的最主要手段，瓦斯抽放是指通过打钻，利用钻孔和抽放设备，将煤层或采空区内的瓦斯抽至地面，从而迅速降低井下的瓦斯浓度。近年来，随着煤矿开采深度延伸和大型综采设备的广泛应用，煤矿开采强度不断提高，这一方面提高了生产效率和煤矿生产量，另一方面也使得矿井瓦斯涌出量不断增大，因此，无论从安全角度还是经济角度，抽放瓦斯工作都显得更为重要。
1以前国内煤矿使用较多的封孔工艺及特点
1.1水泥砂浆封孔
水泥和沙共同组成了水泥砂浆封孔材料，在具体封孔中，两者的配比以一比二为宜，同时也必须保证手握住水泥浆之后不渗水不散，其中常配有少量的石膏和速凝剂。具体封孔时采用喷浆封孔和手工封孔两种方式，封孔结束一天之后才能安装瓦斯压力测定表。该种封孔方法成本较低，允许钻孔有变形。
1.2黄泥封孔法
黄泥材料质地一般较密，同时具有较大的粘性，材料的取得较为方便，这也是黄泥封孔在我国使用较多的原因之一，但是采用该种封孔方式当黄泥风干之后，其整体的强度和韧性均会有所下降，同时容易出现干裂现象，给封孔的质量造成直接的影响。
1.3封孔器封孔
该封孔方法相对于其他封孔方法有着操作便捷、简单的优势，同时其也可以实现重复性使用。但是整体封孔造价较高，对于封孔钻孔的质量要求较高，不能出现塌空现象。所以，该种方法在使用推广过程中存在较大的局限性。
1.4充气式封孔器
充气式封孔器主要有两种，一种是免充气气囊式，另一种是充气气囊式。前者将气体封闭在一个橡胶囊里，气囊中部有一根抽采管，利用气体的可压缩性将气囊塞进钻孔里实现封孔，主要在孔口1米范围内封孔；后者的气囊里没有封闭空气，气囊中部有一根抽采管，将囊带塞进钻孔之后，让后再向囊带充气。两者的效果几乎是一样的，只能做为临时性封孔。
1.5水力膨胀式封孔器
水力膨胀式封孔器的原理是：压力水进入封孔器后，通过在膨胀器内部所形成的水压升高来促使封孔器胶管膨胀，封堵钻孔。这种封孔器在煤层注水方面用的较多，但对于本煤层长效抽采来讲是不可行，原因有二：第一，成本较高；第二，封孔器的微泄漏不能保证长效封孔的效果。
1.6机械弹性封孔技术
常用的机械弹性封孔技术有两种：螺旋弹性胀圈式封孔器、弹性串球式封孔器，其工作原理都是在外加力的挤压作用下，迫使弹性胶桶或者弹性串球膨胀，贴紧钻孔内壁，达到封孔的目的；当外加力取消后，胶桶或串球在自身的弹性力作用下恢复原状，即可从钻孔中取出，重复使用。
这种封孔器，用在采煤工作面临时性封孔，钻孔深度前（5-10米），主要抽采工作面前方松动区内的瓦斯，在距离孔口1-2米封孔，它们对钻孔的密封性能很差，漏气很严重，根本不能用于本煤层长效抽采钻孔的封孔。
2新型聚氯酯泡沫一压力黏液封孔测压技术的应用
2.1聚氨醢泡沫一压力黏液封孔材料及工具
封孔铁管的总长度为9.0m，为了方便施工人员安装，选择3根长度为3.0m的长铁管用接箍方式连接而成。将带有胶垫的两对挡盘固定在封孔管的适当部位；两个聚氨酯泡沫封孔段之间就是压力黏液封孔段。此外，需要在孔底部留出长为1.0m的钻孔段作测压室使用。将测压管的开口位置置于测压室内，将压力表接在钻孔露出一端。黏液管的开口位置置于黏液段中，黏液泵接在钻孔露出一端。准备两份聚氯酯封孔剂，其中黑原料250g，白原料250g；另备两条毛巾，两个规格为1L的溶剂搅拌缸，两个搅拌棒。一根规格长度为9m的长导杆，一个规格为500ml的容量瓶，规格为1L的水盆，一个流量计，两块压力表，一台黏液泵，黏液要适量选取，不能过多或者过少。
2.2聚氨醢泡沫一压力黏液封孔铡压工艺
第一步，在进行井下测试前，需要在地面模拟出钻孔耐压试验，试验压力应当比井下瓦斯压力高出0.5—1.0Mpa，目的在于对测试系统的可靠性进行实时观察，保证系统在井下环境中可靠、安全运行；第二点，选定煤层内打测压钻孔，并且要确保终孔点在煤层内部，通常情况下，钻孔直径应当控制在80mm以内。在打钻过程中，工作人员需要将封孔管安装在巷道指定位置，将黏液注入黏液泵中，等待封孔；第三步，将测压钻孔内的煤粉和煤渣等清理干净，以实现良好的密封效果；第四步，将两条毛巾分别用细铁丝绑在聚氨醢泡沫封孔段两个挡盘之间；第五步，取适量封孔剂共两份，分别同时倒入两个搅拌缸内，使用搅拌棒快速搅拌5—7s，然后将其缓慢倒在毛巾上，转动封孔管，直到毛巾紧紧裹在封孔管上方可停止转动，最后利用导杆在30s之内将封孔管送至到测压孔的指定位置；第六步，孔内聚氨酯原料发泡呈现凝固状态之后，将瓦斯压力表接在引出的测压管上，将黏液压力表和黏液泵接在黏液管上。利用两个聚氯酯泡沫段对钻孔进行密封，与此同时，利用黏液泵将压力黏液压入到黏液封孔段中，并且要确保黏液压力比预计瓦斯压力高。这样黏液就能慢慢地渗入到周边缝隙中，密封效果得以增强。为了使瓦斯压力能够快速上升，减少测压时间，工作人员可以将二氧化碳气体或高压氮气等充入到测压室中；第七步，封孔工作完成以后，需要组织工作人员对瓦斯和黏液压力进行定时观察，并将观察情况详细记录下来。如果在观察过程中发现黏液压力出现下降的情况，需要开泵增加压力，要始终确保黏液压力比瓦斯压力高出0.3—0.5Mpa。如果连续3d瓦斯压力并没有发生任何变化，则可以将其视为煤层原始瓦斯压力；第八步，完成测压工作之后，可以对黏液泵和压力表进行回收。在回收过程中，需要按照下列原则进行：先将瓦斯释放出来，然后再缓慢将黏液泄出；最后，在瓦斯压力表安装前和拆下之后都需要对钻孔瓦斯流量进行测定，将时间、流量数据准确记录下来，为接下来的煤层透气性指数计算提供依据。
结束语：
目前，各个煤矿企业都非常重视煤矿瓦斯的治理与利用，瓦斯抽放钻孔中的封孔技术作为治理瓦斯的主要手段也受到了广泛的关注，随着该领域技术的不断发展，势必会有越来越多的新技术、新方法不断涌现，进一步提高瓦斯抽放的准确性和效率，保障煤矿企业的安全生产，并改善我国能源结构，真正实现可持续性发展。
参考文献：
[1]新型煤层瓦斯压力测定封孔技术[J].张占存，贺振国，邹永洺，傅永帅.煤矿安全.2014（06）
[2]新型瓦斯抽放钻孔封孔技术在煤矿生产中的应用分析[J].张京民，夏扬.科技展望.2016（02）
[3]新型封孔技术在瓦斯抽放钻孔中的应用[J].孙博.山东煤炭科技.2018（01）