论文部分内容阅读
我国的煤炭资源丰富,“以煤为基、多元发展”依然是我国长期的能源发展战略,然而,目前煤矿瓦斯事故却严重影响着我国煤炭行业的可持续发展。我国在治理瓦斯的过程中,瓦斯抽放依然是重要的手段之一。煤矿在进行瓦斯抽放时,抽放钻孔的密封是影响瓦斯抽放效率的关键环节。近年来,聚氨酯封孔工艺在煤矿得到了很好的推广应用,然而,该封孔工艺仍处于研究与改进阶段,合理选择其封孔方式和采用有效的封孔长度,是目前需要重点研究和解决的问题。本文从瓦斯抽放钻孔密封原理入手,重点分析了抽放钻孔周边泄漏和密封材料渗透两方面的瓦斯泄漏情况,分析后发现,影响瓦斯抽放钻孔密封效果的主要因素是密封材料的粘度和抽放钻孔的封孔长度,在研究聚氨酯封孔工艺密封效果时需重点研究。根据聚氨酯生产的“一步法”原理,实验室配制了封孔用硬质聚氨酯泡沫材料,并对该材料与钻孔煤壁的粘结性能进行了测试,测试过程中的煤样分别选自于平顶山矿、唐山矿、赵各庄矿、鑫龙红岭矿和淮北芦岭矿。最终测定出不同煤样的平均粘结强度值为427.25KPa,同种煤样的平均粘结强度值为387.95KPa。测定结果表明该材料粘结性能较好,能够与钻孔煤壁很好的粘结。依据瓦斯抽放原理,实验室模拟了瓦斯抽放过程,并从宏观、渗透量和压缩性能三方面对聚氨酯压注法和卷缠法封孔工艺的密封效果进行了对比研究,得出压注法封孔优于卷缠法封孔的结论,从而为煤矿合理选择聚氨酯封孔工艺提供了依据。从聚氨酯封孔材料的粘结性和渗透性两个角度出发,对聚氨酯压注法封孔工艺的封孔长度进行了理论研究,分别计算得出了不同直径钻孔封孔时所需的有效封孔长度。并通过实验的方法测定了钻孔直径为φ75mm的封孔长度,测定出的合理封孔长度应介于95cm～100cm之间。该结果与理论计算结果之间的误差较小,具有一定的参考价值,这对煤矿瓦斯抽放合理封孔具有很好的指导意义。