大直径瓦斯钻孔非凝固膏体封孔技术与设备创新

"大直径瓦斯抽采钻孔非凝固膏体材料封孔技术及设备研究的论文，探讨了一种解决大直径瓦斯抽采钻孔密封问题的新方法，通过结合膨胀水泥和非凝固膏体材料，形成多段‘固、液、固’结构的封孔方式，以保持钻孔抽采过程的高效密封。研究中，利用理论分析和数值模拟确定了最佳注浆压力为1.2MPa和最佳黏度范围为0.001~0.03Pa·s。据此，开发了一种封孔设备，能够实现多段封孔结构，并维持固封液、液封气的抽采模式。实验证明，非凝固无机膏体材料封孔技术能有效应对钻孔变形导致的封孔失效，提高瓦斯抽采率，二次补浆后抽采体积分数提升约10%。" 在煤炭行业中，瓦斯抽采是一项至关重要的任务，尤其是对于大直径钻孔而言。传统的固体材料封孔虽然初期效果良好，但长期来看可能会因为钻孔变形而导致封孔效果减弱，从而影响瓦斯抽采效率。本研究提出的非凝固膏体材料封孔技术，旨在解决这一问题。技术的核心在于使用膨胀水泥建立三段固体封孔段，并在不同阶段注入非凝固膏体材料，确保整个抽采过程的密封性能。 通过理论分析和数值模拟，研究人员得出了最佳的注浆压力和黏度参数，这对于保证膏体材料在钻孔内的稳定分布和持久密封至关重要。注浆压力过高或过低，以及黏度过大或过小，都可能影响封孔效果。根据这些参数，设计并制造了相应的封孔设备，该设备能够依据“固、液、固”原理形成多段封孔，实现液体封堵气体，固体封堵液体的双重保障。 现场试验表明，非凝固膏体材料封孔技术能够有效地应对钻孔变形产生的新裂隙，显著改善封孔失败和抽放浓度快速下降的情况。此外，二次补浆后，抽采的瓦斯体积分数可提升10%左右，这显著提升了瓦斯抽采的效率和安全性。 此外，煤炭行业的智能化发展趋势也在文中被提及，包括5G通信技术、人工智能、大数据研究、矿井定位技术、智能监测与预警、智能化选煤厂等，这些都是当前和未来煤炭开采领域的重要发展方向。这些技术的集成应用，将进一步提高煤矿的安全性和生产效率。