瓦斯抽采钻孔注浆精确配比技术的研究与应用

摘要：基于抽采钻孔注浆工序中水灰配比不精确的问题，而设计出可拆卸式注浆精确配比计量装置，以避免浆液太稀或太稠造成封孔不严、孔壁漏气、钻孔周围裂缝充填不严、影响抽采效果等问题。可拆卸式注浆精确配比计量装置的设计与应用源于现场施工中存在的不足，旨在解决现场实际问题。该装置结构简单，现场实用效果明显。

关键词：瓦斯抽采钻孔;注浆精确配比;抽采效果;研究与应用

目前，抽采钻孔最为关键工序为注浆封孔，注浆封孔效果直接关系到抽采钻孔的抽采效果，矿井常用“两堵两注、带压封孔”注浆封孔工艺，即利用注浆泵的注浆压力，先将抽采管两端的囊袋充满封孔浆液，两端囊袋膨胀紧贴钻孔内壁，而后液浆向孔壁渗透并填充钻孔周围裂缝，其中浆液的配比直接影响着注浆质量，决定着瓦斯抽采的效果，若抽采钻孔封孔浆液配比不精确，会出现如下问题：若封孔浆液配比太稀，结块后内部存在孔隙，导致封孔不严，钻孔漏气，影响钻孔的抽采效果;若封孔浆液配比太稠，注浆过程中渗透率较低，易造成钻孔周围裂缝充填不严，影响钻孔的抽采效果。

1 概况

目前，普遍采用注浆囊袋式封孔器，以“两堵两注”带压注浆封孔工艺为理论依据，利用注浆泵先将封孔器兩端的囊袋充满浆液、两端膨胀后再封闭两囊袋中间区域，从而实现多层封孔，保证良好效果。

但在现场进行浆液配比时，由于缺少配比计量装置，致使配比浆液无法达到其工业效果，造成瓦斯抽采钻孔抽采效果不佳。

2 注浆精确配比技术原理与应用

2.1可拆卸式注浆精确配比计量装置的结构

主要构成有主杆体、透明水准管、三通式底座、卡固螺栓式固定杆、配比标尺等。主杆体由5#槽钢加工而成，上端连接固定杆、下端连接底座、侧面固定配比标尺、内部嵌入透明水准管。三通式底座分为进水口及出水口，用于进水及排渣。透明水准管上部用喉箍、底部用工业螺纹胶进行固定，防止受压移动。注浆精确配比装置结构示意图如图1所示。

2.2可拆卸式注浆精确配比计量装置的工作原理

（1）主杆体1为U型主杆体1，U型主杆体1的内部镶嵌有透明水准管5，U型主杆体1的侧壁外侧固定有配比标尺2，透明水准管5的内径尺寸与连接口8的外径尺寸相匹配，连接口8套入透明水准管5内部，透明水准管5与连接口8之间以及透明水准管5与主杆体1之间利用工业密封胶进行密封与固定，透明水准管5的长度与主杆体1的长度相匹配。

（2）固定杆3包括杆体3-1和U型固定卡槽3-2，杆体3-1一端与主杆体1连接，另一端设置有能够卡在搅拌桶10上的U型固定卡槽3-2，U型固定卡槽3-2与杆体3-1垂直，与主杆体1平行，U型固定卡槽3-2上远离主杆体1的侧壁上设置有螺栓孔，螺栓孔上设置有能够将U型固定卡槽3-2与搅拌桶10紧固牢靠的紧固螺栓11。

（3）使用时，将底座4上的进水口6与搅拌桶10的排水口12连接，将底座4上的U型固定卡槽3-2利用紧固螺栓11固定在搅拌桶10的筒壁顶端，主杆体1与搅拌桶10平行设置，然后按照水灰比0.6：1的比例，在搅拌桶10内加入15kg的水，配比1袋封孔剂，在透明水准管5里与搅拌桶10内的水会保持在同一水平面上，然后在侧面固定的配比标尺2上标定出加入水量的水位，并在标尺2上做上标记，再次进行配比时，按照在配比标尺2上做好的标记向搅拌桶10内进行加水，待水位上升到标记位置时，则停止加水，然后加入封孔剂，搅拌均匀后进行注浆工序，直至注浆封孔结束。

3 现场应用效果分析

搅拌均匀后进行注浆工序，直至注浆封孔结束，这样调试处的浆液配比精良，避免了浆液太稀或太稠造成封孔不严、孔壁漏气、钻孔周围裂缝充填不严、影响抽采效果等问题;且本装置结构简单，可重复利用，节约了大量的人力和物力。

4 结束语

瓦斯治理与利用的根本措施和主要途径是瓦斯抽采，最大限度的预抽瓦斯，防止瓦斯超限及瓦斯突出，而瓦斯抽采的效率主要受封孔效果的影响。但在实际施工中，由于钻孔在煤层中施工，周围煤体相对比较松软，裂隙发育程度较高，钻孔成型效果差，同时封孔质量不高，诸多因素造成顺层钻孔瓦斯抽采的浓度低下、漏气率高、抽采效果不佳。因此如何保证钻孔严实密封，并有较大的密封长度，是目前亟待解决的问题。

以上述可拆卸式注浆精确配比计量装置为主的注浆精确配比技术得以发展，是基于生产过程中所遇到的实际问题，旨在解决现场生产难题，优化生产工序与工具，展现出较高的实用价值与显著的使用效果。

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作者简介：高国斌（1989-），男，河南省永城市人，助理工程师，毕业于中国矿业大学，现从事煤矿防突工作。