松软煤层全长筛管护孔及带压封孔技术研究

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煤与瓦斯突出严重影响着煤矿企业的安全生产,瓦斯抽采是降低瓦斯突出危险性,实现瓦斯高效抽采利用的有效手段,其中钻孔抽采瓦斯工艺应用最为广泛,然而松软突出煤层由于煤质松软、压力大等特点,在钻孔施工后,钻孔易塌孔,变形速度快,导致瓦斯抽采通道被堵塞,筛管下放深度浅,甚至无法下放,封孔段密封困难等问题,瓦斯抽采效果往往很不理想。因此,有必要对全长筛管护孔及带压封孔技术进行研究,对于改善松软突出煤层的瓦斯抽采效果,降低煤与瓦斯突出事故的发生,具有重要的现实与经济意义。本文首先分析了松软突出煤层钻孔失稳塌孔的原因及特征,依据瓦斯蠕变特性研究了钻孔的位移变化,并在此基础上研究了钻孔失稳塌孔对瓦斯抽采效果的影响;其次提出了全长筛管护孔及带压封孔技术,介绍了其基本原理,研发的开闭式的钻头,保证了筛管的全长下放,也改进和设计了筛管、钻杆、筛管固定装置等配套设备,同时研究了带压注浆的相关理论,验证工艺的可行性,对封孔材料特性进行相关实验,确定合适的封孔材料及配比;然后运用数值模拟、理论计算等手段对该技术的相关参数进行模拟分析与计算,确定合理科学的施工技术参数,为现场试验提供科学的依据;最后进行现场试验。实验结果表明,全长筛管护孔及带压封孔技术并结合合理的施工工艺参数,能够提高瓦斯抽采效果,验证了该工艺的可行性。
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