煤矿封孔安全技术措施、工艺
(一)封孔前的材料准备 1、必须在现场提前准备好封孔用的PE管、棉纱、编织袋、12号铁丝、马丽散、量具、马丽散搅拌棒、搅拌容器、水泥、膨胀剂、QB152型注浆泵、DN16mm铁管(作注浆管)、Ф15mmPVC管(作排气管)、长件工具(长度2m,直径20~40mm)、风水管、注浆用大容器等封孔所需材料及器具。 2、封孔用PE管的加工制作:封孔管用1.5寸的PE管,将PE管做成8米/根,封孔管前端1m范围内加工筛孔(筛孔直径5~7mm),筛孔组间距不大于100mm,至少加工35组(70个)交叉布置的筛孔,保证筛孔总面积不小于PE管横截面积,筛孔管未端用堵头堵实或烧扁。 3、马丽散搅拌棒用木棍或铁管(废钎子)制作;马丽散量具用矿泉水瓶子制作;注浆用大容器用废旧油筒制作,高度不小于0.5m且必须完好不漏液。 4、注浆管采用DN16mm的铁管加工,排气管采用Ф15mmPVC管,排气管及注浆管加工长度均为2.0m,注浆管的一端提前加工为外螺纹丝扣,便于注浆时上球阀或加接管子。 3、水泥、膨胀剂的制作按体积比9:1的比例准备好。然后混合水泥、清水按体积比1:1.5的比例混合搅拌成水泥浆,水泥浆制作时搅拌时间不得少于5分钟。 (二)封孔操作 1、倾角大于等于+10度的钻孔,封孔操作方法: (1)用细铁丝穿过最后一组筛孔退后0.2m捆扎一小团棉纱(棉纱的捆扎直径要与孔径相符),捆扎的棉纱以能送入孔内为宜且均匀附着于管子上,然后将封孔管放入待封钻孔内并预留2m长度在孔外,用铁丝捆扎1整个编织袋在封孔管后端(非筛孔端)0.3~0.7m处,捆扎时先用编织袋沿封孔管缠绕,并预留一定的松弛度便于马丽散膨胀,然后用铁丝捆扎编织袋两端将其固定在封孔管上。 (2)将注浆管(DN16mm带球阀铁管)与封孔管一同放入待封钻孔内;将马丽散两种原料按1:1比例(各0.2kg,共0.4kg)用量具量好一同倒入搅拌器内并迅速搅拌均匀呈乳白色,然后把配好的马丽散全部倒入捆扎好的编织袋中,并揉搓编织袋使马丽散均匀地附在编织袋上,然后立即把封孔管迅速送入孔内,封孔管送入孔内时边旋转边往里送,封孔管露出孔外长度为150mm~200mm,最后用1~2个棉纱团清理搅拌器内残留的马丽散送入孔内并用长件工具捣实。 (3)待马丽散膨胀后(一般为5~10min),在注浆用的大容器内按比例配制好混合水泥浆,搅拌均匀后用QB152型注浆泵接在注浆管(DN16mm带快速接头及带球阀的铁管)上进行注浆,待封孔管内返清水时视为注浆饱满,完成钻孔的封孔。 2、钻孔倾角小于等于-10度的,封孔操作方法: (1)用铁丝捆扎1整个编织袋在封孔管前端(筛孔端)1.4m处进行缠绕,捆扎时先用编织袋沿封孔管缠绕,并预留一定的松弛度便于马丽散膨胀,然后用铁丝捆扎编织袋两端将其固定在封孔管上,将封孔管筛孔段放入待封钻孔内并预留缠绕编织袋段在孔外。 (2)将马丽散两种原料按1:1比例(各0.2kg,共0.4kg)用量具量好一同倒入搅拌器内并迅速搅拌均匀呈乳白色,然后把配好的马丽散全部倒入捆扎好的编织袋中,并揉搓编织袋使马丽散均匀地附在编织袋上,然后立即把封孔管迅速送入孔内,封孔管送入孔内时边旋转边往里送。封孔管露出孔外长度为150mm~200mm。 (3)待马丽散膨胀后(一般为5~10min),在注浆用的大容器内按比例配制好混合水泥浆,搅拌均匀后用QB152型注浆泵接上风管向孔内进行注浆,注浆满至钻孔孔口即为注浆饱满,完成钻孔的封孔。 3、钻孔倾角在-10度~+10度之间的,封孔时的操作方法: (1)用铁丝捆扎1整个编织袋在封孔管前端(筛孔端)1.4m处进行缠绕,捆扎时先用编织袋沿封孔管缠绕,并预留一定的松弛度便于马丽散膨胀,然后用铁丝捆扎编织袋两端将其固定在封孔管上,将封孔管筛孔段放入待封钻孔内并预留缠绕编织袋段在孔外。 (2)将马丽散两种原料按1:1比例(各0.2kg,共0.4kg)用量具量好一同倒入搅拌器内并迅速搅拌均匀呈乳白色,然后把配好的马丽散全部倒入捆扎好的编织袋中,并揉搓编织袋使马丽散均匀地附在编织袋上,然后立即把封孔管迅速送入孔内,封孔管送入孔内时边旋转边往里送。封孔管露出孔外长度为150mm~200mm。 (3)将注浆管及排气管与封孔管一起放入待封钻孔内(排气管安装在孔内最上方),封孔管、注浆管在孔口预留长度为100~150mm,排气管在孔口预留长度为1200mm~1400mm;将马丽散两种原料按1:1比例(各0.2kg,共0.4kg)用量具量好一同倒入搅拌器内并迅速搅拌均匀,待混合的马丽散呈乳白色后,用1~2个棉纱团蘸马丽散后沿孔内管子周围送入孔口以里300~400mm处即可,棉纱团送入长度不得超过孔内注浆管及返浆管。 (4)待马丽散充分膨胀后(一般为5~10min),首先将排气管竖直向顶板弯曲并用铁丝近期固定在煤壁上,再在注浆用的大容器内按比例配制好混合水泥浆,搅拌均匀后用QB152型注浆泵接上风管向孔内进行注浆,注浆至排气管出浆后视为注浆饱满,完成钻孔的封孔。 (三)混合水泥用量计算 (一)Ф75mm孔径钻孔水泥用量 水泥封孔长度L=8m(管长)-1m(筛孔管长)-0.8m(封孔管末端预留及马丽散膨胀长度)-0.2m(孔口外预留连抽长度)=6m,φ75mm 钻孔封孔半径r=0.0375m,φ40mm 封孔管所占半径(外径)r'=0.025m,普通硅酸盐水泥密度ρ=3000kg/m3,水泥用量W=ρ·L·π·(r2- r'2)=3000×6×3.14×(0.03752-0.0252)=44kg。 (二)Ф113mm孔径钻孔水泥用量 水泥封孔长度L=8m(管长)-1m(筛孔管长)-0.8m(封孔管末端预留及马丽散膨胀长度)-0.2m(孔口外预留连抽长度)=6m,φ113mm 钻孔封孔半径r=0.0565m,φ40mm 封孔管所占半径(外径)r'=0.025m,普通硅酸盐水泥密度ρ=3000kg/m3,水泥用量W=ρ·L·π·(r2- r'2)=3000×6×3.14×(0.05652-0.0252)=145kg。 (四)其它 1、抽采工区施工完钻孔后,必须立即进行封孔,从撤完钻到封孔时间不得超过8小时。 2、注浆时若水泥浆自封孔管内流出时,则必须立即停止注浆。 3、钻孔终孔撤钻前必须采取措施洗孔,将孔壁的煤渣等全部清理干净,避免影响马丽散膨胀效果。 4、所有工具及材料必须准备充分,以免影响操作时间。 5、根据封孔数量的多少配制封孔材料,严禁浪费。 6、使用马丽散封孔必须动作迅速,从药剂搅拌至送入钻孔必须在2分钟内完成。 7、注浆管连接必须用正规的U型卡,严禁用铁丝代替U型卡。 8、配制药剂时必须通风良好,必须站在上风侧操作,严禁用口、鼻嗅闻药品,搅拌药品时必须戴好橡胶手套,严禁人体皮肤直接接触药品;封孔时必须戴好防护眼镜且严禁站在钻孔正下方操作,以免药品溅入眼睛内。 9、封孔结束 (1)必须及时清理孔口,保证封孔质量。 (2)及时清理现场卫生,搞好文明形象。 (3) 马丽散用完后必须加盖密封,避免与空气长时间接触失效;水泥必须存放在干燥无淋水地点的木板上或塑料纸上,上方必须盖好;未用完的材料必须堆放整齐。 10、连抽 封孔后待水泥砂浆凝固8~16 小时必须按标准进行连抽。