矿业安全与环保

作者：向贤伟, 翟成, 林柏泉

关键词：瓦斯抽采, 注浆封孔, 柔性封孔材料, 自适应主动封孔, 物理模拟

钻孔封孔效果优化是提高瓦斯抽采效率的关键技术难题。提出一种自适应主动封孔技术，设计并搭建了钻孔封孔—瓦斯抽采耦合模拟实验平台，采用六氟化硫(SF 6)作为示踪气体，系统考察了聚氨酯、膨胀水泥和柔性材料3种封孔材料、柔性材料制备参数及自适应主动封孔工艺对封孔效果的影响规律。分析管路负压衰减发现：3种材料中柔性材料封孔初始负压最大、衰减最慢，其封孔保压性能最优；柔性材料水料比越大，初始负压越大但衰减越快；采用自适应主动封孔技术可以显著提高初始负压值和延长衰减时间。分析管路SF 6体积分数变化发现：3种材料中柔性材料封孔SF 6平均体积分数最高、衰减率最低，抽采效率最优；柔性材料水料比越大，SF 6体积分数越高，表明抽采率越大，但负压衰减速率也越大；提高补浆压力可以增高SF 6体积分数和抽采率；采用先注入高水料比浆液后补注低水料比浆液的工艺顺序，可发挥柔性材料渗透性和保水性的双重优势，获得最佳封孔效果。自适应主动封孔技术实现了对动态裂隙的主动填充，为煤层瓦斯抽采钻孔的封孔提供了优化方案。

来源：2024年第6期

《矿业安全与环保》期刊编辑部

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