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定长定位封孔工艺的研究及应用

更新时间:2009-03-28

近10多年来,我国在瓦斯防治领域取得不少成果,出现了水力冲孔、水力压裂、聚能爆破、二氧化碳炮等卸压增透技术[1-3],瓦斯抽采量已从2005年的23亿m3上升到2014年的170亿m3,但瓦斯利用率仅由42.6%上升到45.3%,这表明瓦斯抽采浓度有待进一步提高。煤矿瓦斯抽采系统中的空气,80%以上是在抽采负压的作用下通过瓦斯抽采钻孔吸入的,提高抽采钻孔封孔质量是提高瓦斯抽采浓度最有效的途径之一。国内研究人员在钻孔封孔领域进行了大量的研究,出现了聚氨酯+水泥两堵一注、二次封孔、中心分流囊袋式、“强弱强”带压封孔、钻屑回填等多种封孔工艺[4-12],但均存在着封孔成本高、操作复杂等问题。因此,研究出定长定位封孔工艺,在保证瓦斯抽采钻孔封孔质量的同时,以降低抽采钻孔封孔工艺的复杂程度及封孔成本。

1 定长定位封孔机理

1.1 定长定位

定长表示合理精确的封孔长度,通过固定长度的封孔囊袋来实现;定位表示能够封孔至准确的封孔深度[13],通过在封孔管的指定位置绑扎囊袋来实现。

1.2 主动支护机理

采用的固特结封孔材料具有一定的膨胀性,封孔材料的浆液在经过初步凝固反应后,体积扩张变大,其扩张力可达到地应力,对钻孔壁起到一定的支撑和保护作用。在封孔支护力作用下,钻孔壁周边煤体的渗透率随应力的不断增大而减小,同时钻孔周边原有的小裂隙重新被压密。通过提高抽采钻孔封孔段的强度,可以使钻孔壁的煤体进一步密实(原有裂隙被压实),还能保持钻孔不变形,延长钻孔的使用寿命。

1.3充填裂隙机理

钻孔施工完成后,钻孔周围的煤体经历了巷道掘进时的破坏和钻孔施工时的破坏,钻孔周围存在着大量漏气通道(裂隙),以及围岩变形后新产生的漏气通道(裂隙),具有良好渗透性的封孔材料向漏气通道(裂隙)内流动并有效封堵漏气通道(裂隙),能够更好地提高钻孔的抽采时间和抽采效果。

2 定长定位封孔工艺

2.1 封孔材料选择

在所有的封孔材料中,目前普遍应用的是水泥和高分子材料。普通硅酸盐水泥最小粒径为0.088 mm,即使是525 号普通硅酸盐改性水泥最小粒径也有0.040 mm,因此水泥浆无法有效封堵0.007 mm 的裂隙[14];而高分子有机化学注浆材料溶胶的分散相颗粒直径为10-7~10-5cm[15],在封孔过程中达到的封堵效果较水泥浆封孔效果更好。选择自主研发的封孔材料,该材料除具备其他高分子材料的特性外,还具备良好的尺寸稳定性,不会收缩变形。

2.2 两端自堵封孔囊袋

考虑到封孔材料属于高分子化学材料,其在反应稳定前具有一定的流动性,反应后发泡率和膨胀倍数大等特点,研制出两端自堵封孔囊袋(见图1)。该封孔囊袋与封孔材料相结合可显著提高瓦斯抽采钻孔的封孔效果,并解决煤矿井下瓦斯抽采钻孔封孔过程中封孔不到位的问题。

  

图1 两端自堵封孔囊袋实物图

2.3 封孔原理

定长定位封孔工艺结构如图2所示。

  

1—两端自堵式带压封孔囊袋;2—自封式堵头;3—筒状无纺布;

 

4—注浆管;5—煤矿用封孔管;6—扎带;7—花管;8—钢制窗纱。

 

图2 定长定位封孔工艺结构图

[2] 张明杰,段亚超,杨硕,等.多点控制水力压裂增透快速消突技术研究及应用[J].安全与环境学报,2015,15(6):39-44.

1)两端自堵封孔囊袋由一段筒状无纺布和两端各1个自封式堵头缝合而成,自封式堵头为两层袋状结构,直径大于抽采钻孔直径,其外层为较密实的帆布,内层为不允许封孔浆液透过的塑料纸,两种材料均抗静电。

2)筒状无纺布为单层结构,在封孔材料没有反应之前可避免封孔材料浆液漏出,封孔材料浆液能够在筒状袋子内流动,其发泡膨胀后,在封孔材料的自身膨胀力和产生的致密泡沫双重作用下,封孔材料渗透出筒状袋子,进而与钻孔周边煤(岩)体紧密的粘结在一起。

[9] 许向彬.天固封孔材料在淮南谢家集一矿的应用效果[J].矿业安全与环保,2014,41(3):61-63.

  

图3 定长定位封孔工艺示意图

3 工业性试验

3.1 试验地点概况

医学英语翻译找那个通常使用长句,通过句法结构如介词短语,非谓语动词,从句从而展现医学英语翻译的客观性,逻辑性和严谨性。而汉语习惯使用短句子。因此,为了让译语读者能够获得与原语读者相同的反应,对于医学英语中那些长难句,就必须对复杂的分句所包含的语义进行信息重组,按照汉语的逻辑翻译。

本次封孔试验区位于龙山煤矿25采区25051上底抽巷,其南部是25031工作面,北部是25071工作面,东部是25采区边界,西部是23采区采空区。25采区位于龙山向斜东翼,为单斜构造,煤层产状和走向变化不大,煤层倾角20°~33°,平均倾角30°,开采的二1煤层平均厚度5.7 m。直接顶为泥岩、砂质泥岩,厚3.5~7.0 m,平均厚度6.0 m;老顶为粉砂岩和中粒砂岩,厚28~31 m,平均厚度30 m。直接底为炭质泥岩和泥岩,厚3~9 m,平均厚度6 m。根据现场实测,25采区煤层瓦斯含量为12.98 m3/t,煤层瓦斯压力为0.62 MPa,煤层透气性系数为2.92 m2/(MPa2·d),属于可抽采煤层。初始钻孔瓦斯流量为0.082 8 m3/min,流量衰减系数为0.080 3 d-1

3.2 试验效果及分析

笔者提出的地区电网电压控制策略,实现与电网状态同步进行无功优化,降低无功装置设备调节次数、减少网损,实现电网经济调度,满足电网系统电压合格率,提高地区电网的电压控制策略是可行且有效的。

  

图4 平均瓦斯抽采浓度折线图

  

图5 瓦斯抽采浓度50%以上钻孔柱状图

由图4可知,定长定位封孔工艺所封钻孔的平均瓦斯抽采浓度始终高于原封孔工艺所封钻孔的平均瓦斯抽采浓度。在相同封孔深度条件下连抽30 d后,定长定位封孔工艺所封钻孔平均瓦斯抽采浓度为63.6%,原封孔工艺所封钻孔平均瓦斯抽采浓度为37.6%;连抽90 d后,定长定位封孔工艺所封钻孔平均瓦斯抽采浓度为63.8%,原封孔工艺所封钻孔平均瓦斯抽采浓度为46.4%,瓦斯抽采浓度提高了37.5%。可以看出,定长定位封孔工艺比原封孔工艺效果更好,维持高浓度瓦斯抽采的周期更长。

图5以钻孔瓦斯抽采浓度50%为界,连抽30 d后,采用定长定位封孔工艺所封钻孔瓦斯抽采浓度50%以上的钻孔占总孔数的67%,采用原封孔工艺所封钻孔瓦斯抽采浓度50%以上的钻孔占总孔数的58%;连抽90 d后,采用定长定位封孔工艺所封钻孔瓦斯抽采浓度50%以上的钻孔占总孔数的58%,采用原封孔工艺所封钻孔瓦斯抽采浓度50%以上的钻孔占总孔数的35%。可以看出,定长定位封孔工艺比原封孔工艺封孔密封效果更好,钻孔抽采浓度衰减更慢。

4 结论

1)定长定位封孔工艺能够实现在钻孔的指定深度完成封孔,并能够根据现场实际需要实施不同的封孔长度。

在25051上底抽巷分别应用定长定位封孔工艺和原封孔工艺进行封孔,并对所封钻孔的抽采效果进行考察、对比,分析2种封孔工艺各钻孔在连抽90 d后的抽采效果,如图4~5所示。

2)应用定长定位封孔工艺进行抽采钻孔封孔,能够有效封堵钻孔周边的裂隙,增加钻孔封堵的密实性,提高了钻孔的瓦斯抽采浓度,延长了钻孔的高浓度抽采时间。

本研究中所得数据采用SPSS 19.0统计学软件进行分析,计量数据采用t检验,计数数据采用x2检验,当P<0.05表示差异有统计学意义。

3)现场试验表明,应用定长定位封孔工艺所封钻孔的瓦斯抽采浓度比原封孔工艺所封钻孔的瓦斯抽采浓度提高37.5%,抽采效果显著提升,瓦斯抽采浓度较高的钻孔所占比例高,取得的经济效益和社会效益显著。

本文通过对北侗九寨“嘎花”对文学经典的引用的初步研究,展示了北侗九寨人酷爱唱歌的人文精神、婚嫁中喜欢唱“嘎花”的浪漫主义精神、“嘎花”对文学经典引用的文学价值。北侗九寨“嘎花”对文学经典的引用是北侗九寨民间文学的一个重要部分。北侗九寨“嘎花”对文学经典的引用,不仅仅是侗族文化继续被汉族文化同化的表现,也是处在边远山区的封闭社区不断开发和发展的表现。

参考文献

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结合图2,对两端自堵封孔囊袋的结构和封孔原理说明如下:

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“那也不能打人,要文斗,不要武斗,毛主席早就说了。”郑玉英更不依不饶,而且她思想总停留在文革那段,不管说什么她都能给绕那儿去,经常让何守一面子上挂不住,还老得给她打圆场。

[7] 秦江涛,杨春,庞成,等.A-B胶封孔工艺在煤矿顺层抽采钻孔中的应用性试验[J].矿业安全与环保,2013,40(6):77-78.

中国画的功用性在唐以前是绘画主流,一直到了宋元,甚至是到了元,自娱性才兴盛起来,究其原因,一方面在于社会,另一方面便在画者自身了。

对方已经是一具尸体,自己又在嫉妒什么呢?望着女子脖颈处的伤口,她摇了摇头,而后又扭头问道:“她临死前和你说了什么?”

龙山煤矿于1969年建井,1978年生产,设计生产能力为50万t/a,核定生产能力为45万t/a,属于严重煤与瓦斯突出矿井,自投产以来共发生煤与瓦斯突出110余次。矿井主采的二叠系二1煤层无爆炸危险性,属不易自燃煤层,矿井水文地质类型为中等。

[8] 李辉,郭绍帅,李超.钻屑回填封孔技术研究及应用[J].煤矿安全,2015,46(11):14-16.

3)利用专用的注浆设备将液态封孔材料均匀泵注到两端自堵封孔囊袋中,封孔材料首先是在抽采钻孔的轴线方向上流动,从注浆管的出料口向封孔囊袋的两端膨胀和流动,将筒状的无纺布袋和两端自封式堵头胀满后,在径向膨胀渗出筒状的无纺布袋的同时,充填钻孔内封孔囊袋上两个自封式堵头之内的部位,继续发泡膨胀则使浆液不断蠕动,撑开、增大钻孔周边的煤体裂隙,并渗入钻孔周边的孔隙;在浆液的自反应膨胀力的持续作用下,形成足够的渗透压力差,以使封孔浆液渗入钻孔周边煤体的细小裂缝内,当封孔浆液完全反应并凝固后,会形成类似树枝状的形态,且封孔材料能够与煤岩体紧密粘结在一起,彻底密封瓦斯泄漏通道,如图3所示。

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[10] 杨磊,朱昱辰,李义敬,等.瓦斯抽采钻孔径向膨胀渗透封孔技术研究[J].煤炭科学技术,2013,41(10):60-63.

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[12] 闫本正,王峰.中心分流囊袋式注浆封孔技术研究及应用[J].中州煤炭,2014(11):61-63.

3.应注重骨干教师和专业梯队的带头作用。建设好一支商务英语学术梯队已成为应用型本科院校要做好的首要大事之一。首先明确发展方向,选好该学科的优秀带头人、优秀教科研带头人,以带动其他教师的教学科研工作。开展教师集体备课,及时发现备课中出现的问题,并与同事研讨解决。通过这种方式,逐步建立一支高素质、复合型的商务英语教师队伍。

[13] 丁守垠,李德参.煤层抽放钻孔合理封孔深度的确定[J].淮南职业技术学院学报,2009,9(1):4-6.

婚后,他们一边过着极其简朴的日常生活,一边追求着非常伟大的梦想。据说,在当时结婚的新房里,只有两把椅子,一人一把。

[14] 赵晖,何凤,刘益军.水溶性聚氨酯化学灌浆材料的研制[J].化工新型材料,2005,33(8):61- 63.

[15] 苏清政,杨榆生,潘越,等.整合煤矿采空区内掘进巷道注浆加固技术[J].煤炭科学技术,2013,41(7):51-53.

 
闫本正,陶云奇,王洪盘,张军波
《矿业安全与环保》 2018年第02期
《矿业安全与环保》2018年第02期文献

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