瓦斯抽放鉆孔的封孔技術(shù)、封孔材料及封孔設(shè)備部分
瓦斯抽放鉆孔的封孔技術(shù)、封孔材料及封孔設(shè)備部分
1 概述
§ 目前瓦斯抽放鉆孔常用的封孔方法有聚氨酯封孔和水泥封孔。水泥封孔常用的有人工送水泥、壓氣送水泥和注漿封孔泵送水泥等。
§ 聚氨酯封孔、人工送水泥封孔和壓氣送水泥封孔的封孔深度一般都小于5m，適用于短時間瓦斯抽放鉆孔封孔和巷道煤壁破碎帶短的瓦斯抽放鉆孔封孔;注漿封孔泵封孔的封孔深度能達到20m以上，封孔用的水泥漿水灰質(zhì)量比達到0.4:1(水:水泥)，這種高稠度水泥漿在鉆孔內(nèi)基本不收縮，適用于各類瓦斯抽放鉆孔的封孔，是目前普遍采用的瓦斯抽放鉆孔封孔方法。
§ 因此，本次主要針對BFZ-10/1.2(2.4)型礦用注漿封孔泵及其封孔工藝進行介紹。
2 注漿封孔泵及其封孔的特點
§ 2.1 具有同時攪拌和輸送高稠度水泥漿的特點，水灰質(zhì)量比達到：0.4：1(水：水泥)。
§ 2.2 無須對封孔段進行擴孔和把注漿管送到待封鉆孔的底部，而只需把注漿管在待封鉆孔的孔口處作適當(dāng)?shù)墓潭ê头舛录纯伞?/p>
§ 2.3 由于具有上述1、2的特點，大大簡化了封孔工藝、降低了封孔作業(yè)的勞動強度。
§ 2.4 高稠度水泥漿由于具有基本不收縮性，從而保證了對任何鉆孔都能確保封孔的嚴(yán)密性，提高了對鉆孔的封孔質(zhì)量。
3 注漿封孔泵的主要結(jié)構(gòu)和工作原理
§ BFZ-10/1.2(2.4)型礦用注漿封孔泵主要有礦用隔爆型電磁起動器(1)、防爆電動機(2)、聯(lián)軸器(3)、變速系統(tǒng)(4)、攪拌器(5)、操作離合器(6)、離合器操作手柄(7)、機座(9)及送漿泵(10)組成，如圖所示。
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§ 3.2 BFZ-10/1.2(2.4)注漿封孔泵照片
§ 3.3 工作原理
3.3.1 水泥稠漿的攪拌
電動機通過聯(lián)軸器與變速傳動系統(tǒng)相連接，電動機的開、停由礦用隔爆型電磁起動器控制，當(dāng)防爆電動機處于運動狀態(tài)時，變速傳動系統(tǒng)驅(qū)動攪拌機活動葉片旋轉(zhuǎn)，使得對按水灰比要求加入到攪拌機內(nèi)的水泥、水進行不斷的摻和，直至混合均勻，實現(xiàn)對水泥稠漿的攪拌。在對水泥稠漿的攪拌過程中，離合器在操作手柄的作用下處于脫開狀態(tài)，送漿泵不運轉(zhuǎn)。
3.3.2 對水泥稠漿的輸送
在水泥稠漿攪拌均勻后，上拉操作離合器手柄使離合器處于接合狀態(tài)，此時，變速系統(tǒng)通過離合器的作用驅(qū)動送漿泵轉(zhuǎn)動，送漿泵在轉(zhuǎn)動過程中的抽吸負壓將攪拌機內(nèi)混合均勻的水泥稠漿通過連接管吸入泵體內(nèi)，經(jīng)加壓后從泵的出口輸出，完成對水泥稠漿的輸送，在送漿泵工作過程，攪拌機一直處于攪拌狀態(tài)。
3.3.3 過載保護
在水泥稠漿的攪拌和輸送過程中，當(dāng)水泥稠漿過稠，負荷扭矩大于電動機的實際輸出扭矩時，引起電動機堵轉(zhuǎn)，這時電動機的工作電流迅速上升，當(dāng)實際電流達到礦用隔爆型電磁起動器的設(shè)定斷電電流時，礦用隔爆型電磁起動器動作，自動切斷電源，以達到保護電動機的目的。、
5 注漿封孔泵的安裝調(diào)試
將封孔泵安放在地面或者平板車上固定好，使其在運行過程中不得隨意晃動。
§ 5.2 調(diào)試
§ 5.2.1 雜物清除
開機前應(yīng)清除干凈攪拌機內(nèi)可能存在的雜物，并取下送漿泵上的清洗螺堵，用清水對攪拌機進行清洗。清洗后，重新上好清洗螺堵，向攪拌機內(nèi)注入適量清水。
§ 5.2.2 送漿泵運轉(zhuǎn)方向確定
接好電源之后用清水進行運轉(zhuǎn)試驗，開啟電動機之后，向上拉離合器操作手柄使離合器處于接合狀態(tài)，送漿泵開始轉(zhuǎn)動，送漿泵出口能泵出清水，則電動機的轉(zhuǎn)動方向滿足送漿泵工作要求;送漿泵出口不出清水則可能存在著下屬情況：
§ ① 電動機旋轉(zhuǎn)方向與送漿泵工作所要求的轉(zhuǎn)動方向不一致， 應(yīng)將礦用隔爆型電磁起動器的供電電源進行換相;
§ ② 送漿泵在上次工作結(jié)束后未清洗干凈，水泥漿固化造成送漿泵入口或出口堵塞，應(yīng)對送漿泵進行清理或修理。
§ ③ 整機在試驗過程中不得有卡、阻等異常聲音的情況下方可使用該設(shè)備。
6 注漿封孔泵的使用操作
對非本煤層瓦斯抽放：瓦斯抽放管可以選用外徑為40mm的鋼管或具有抗靜電的塑料管或夾布膠管。
對機采工作面實施本煤層瓦斯抽放：考慮到采煤機的割煤作業(yè)，瓦斯抽放管宜采用有抗靜電作用的塑料管或夾布膠管。
6.2 瓦斯抽放管的預(yù)處理
封孔的最終目的是形成有水泥稠漿包裹瓦斯抽放管具有嚴(yán)密密封性能的水泥稠漿固化段，為保證水泥稠漿在注漿封孔階段能有效的充滿待封鉆孔段和確保水泥稠漿對瓦斯抽放管的包裹、填充，須對瓦斯抽放管進行預(yù)處理，處理方法如下：
§ 1)瓦斯抽放管的前端捆扎棉紗，捆扎好的棉紗應(yīng)呈馬尾狀，避免將棉紗捆扎成一團，造成送管困難。
§ 2)捆扎棉紗距瓦斯抽放管端頭的距離應(yīng)大于0.5m，防止由于棉紗對鉆孔堵塞不嚴(yán)，注漿封孔過程中水泥抽獎滲漏堵塞瓦斯抽放管。
§ 瓦斯抽放管預(yù)處理如圖所示。
§ 6.3 瓦斯抽放管的埋設(shè)
§ 將預(yù)處理好的瓦斯抽放管送入鉆孔內(nèi)，在送管的過程中應(yīng)避免將瓦斯抽放管向外拉，瓦斯抽放管送到鉆孔內(nèi)預(yù)定的位置后，應(yīng)將瓦斯抽放管稍微向外拉，以促使棉紗成團，將瓦斯抽放管端頭封住隔開，以防止注入鉆孔內(nèi)的水泥稠漿流入鉆孔非封孔段，如圖所示。
§ 瓦斯抽放管的埋設(shè)示意圖
§ 6.4 注漿管的埋設(shè)
瓦斯抽放管埋設(shè)好后，將注漿管(其一端連接在封孔泵的出口上)送入鉆孔內(nèi)，注漿管送入鉆孔內(nèi)的長度應(yīng)不小于500mm，注漿管送入鉆孔后，用棉紗團將抽放管和注漿管孔口段堵塞，其長度不小于200mm，避免在注入水泥漿的過程中注漿管向外退出;對具有較大仰角的鉆孔，在鉆孔孔口應(yīng)采用木楔裹纏棉紗將瓦斯抽放管楔緊，保證將水泥漿壓入鉆孔的深部，如圖所示。
§ 注漿管的埋設(shè)示意圖
§ 6.5 水泥及清水的準(zhǔn)備
§ 6.5.1 混合水泥漿用量的確定：
§ 混合水泥漿的多少采用下式計算：
§ G=(V1-V2)×K×γ
§ 式中：G——所需混合水泥漿的質(zhì)量;
§ V1——封孔長度范圍段鉆孔的體積;
§ V2——封孔長度范圍段瓦斯抽放管或注水管的體積;
§ K——系數(shù)，K=1.2;
§ γ——混合后水泥漿的密度，經(jīng)測定水灰質(zhì)量比為1：0.4(水泥：水)的水泥稠漿密度約為2t/m3。
§ 6.5.2 水泥及清水用量的確定
§ 根據(jù)實際使用及實驗室試驗結(jié)果表明，具有良好封孔效果的水泥稠漿的水灰質(zhì)量比為1：0.4 (水泥：水)。
§ 配制上述質(zhì)量為G的水泥稠漿所需水泥及清水用量為：
§ 水泥用量 G灰 =G/1.4
§ 清水用量 G水 = G- G灰
§ 6.6 開機前的準(zhǔn)備
開機前應(yīng)清除干凈攪拌機內(nèi)可能存在的雜物，并取下送漿泵上的清洗螺堵，用清水對攪拌機進行清洗。清洗后，重新上好清洗螺堵，向攪拌機內(nèi)注入適量清水。
§ 6.7 水泥稠漿的攪拌
將按水灰比準(zhǔn)備好的清水倒入攪拌機內(nèi)，操作礦用隔爆型電磁起動器的按鈕，開啟防爆電動機，在攪拌機處于正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)下逐漸加入水泥，待前次加入攪拌機內(nèi)的水泥分散后，再繼續(xù)加入水泥;加入水泥時應(yīng)避免將紙片等雜物混入攪拌機內(nèi)，水泥稠漿的攪拌時間應(yīng)不小10min。
§ 6.8 封孔操作方法
§ 6.8.1 封孔系統(tǒng)的構(gòu)成
按上述步驟準(zhǔn)備好的封孔系統(tǒng)由BFZ-10/1.2(2.4)型礦用注漿封孔泵(1)、鉆孔(2)、注漿管(3)組成，如圖所示。
§ 6.8.2 封孔操作
上拉離合器操作手柄使離合器處于接合狀態(tài)，此時送漿泵開始工作，攪拌機內(nèi)的水泥稠漿被吸入送漿泵，經(jīng)加壓后由注漿管注入待封鉆孔封孔段內(nèi)。
§ ① 操作離合器的接合與斷開無需停機;
§ ② 在通過手柄操作離合器的過程中，上拉或下壓手柄要求有力、迅速，使離合器一次完全接合或斷開，避免使離合器工作于未完全接合或斷開狀態(tài)造成離合器嚙合齒在短時間內(nèi)由于相互磨損而破壞;
§ ③ 在上拉手柄迫使離合器接合時，若一次未能成功，應(yīng)用力再拉，或迅速下壓手柄，重新操作;
§ ④ 離合器處于接合狀態(tài)時，必須保持操作手柄處于向上拉緊狀態(tài)。
§ 6.8.3 封孔長度的控制
§ ① 對于水平鉆孔、俯斜鉆孔，以待封鉆孔內(nèi)水泥稠漿壓力上升，而且待封鉆孔孔口有水泥稠漿溢出或孔口封堵棉紗被推出鉆孔外時，封孔長度即達到設(shè)計封孔長度，此時應(yīng)徐徐將注漿管拔出鉆孔，下壓離合器操作手柄使其處于脫開狀態(tài)。
§ ② 對于仰孔，則應(yīng)采用嚴(yán)格控制注入待封鉆孔內(nèi)水泥稠漿的數(shù)量來保證封孔長度，避免待封鉆7 注漿封孔泵的故障分析與排除
8 注漿封孔泵的維護與保養(yǎng)
§ 1、嚴(yán)防雜物通過攪拌機進入送漿泵，造成送漿泵泵體損壞;
§ 2、每次使用完畢對整機進行清洗，嚴(yán)防水泥漿積于攪拌器、送漿泵內(nèi)造成機體損壞;
§ 1)擰下送漿泵清洗螺堵，用水清洗干凈攪拌機及連接管;
§ 2)重新擰緊送漿泵清洗螺堵，向攪拌機內(nèi)注入清水，開啟電動機，上拉離合器操作手柄使其處于接合狀態(tài)，直至送漿泵出口水流成清潔狀態(tài)為止;
§ 3、每次使用完畢之后，將封孔泵表面的水泥漿和水泥灰清洗干凈。
9 注漿封孔泵的安全注意事項
§ 1、嚴(yán)禁送漿泵空運轉(zhuǎn)。
§ 2、清洗過程中嚴(yán)禁用硬物清洗送漿泵螺堵孔口，防止損壞橡膠密封套。
§ 3、對于連續(xù)進行多個鉆孔的封孔作業(yè)，須進行水泥漿的多次攪拌時，將停留于泵體及注漿管內(nèi)的干稠水泥漿排出，防止在短時間內(nèi)凝結(jié)造成堵塞。具體操作為：向攪拌機內(nèi)注入清水進行攪拌，將泵體及注漿管內(nèi)的干稠水泥漿用清水或稀漿置換。
§ 4、注漿封孔過程中應(yīng)將送漿泵清洗螺堵擰緊，防止漏氣造成送漿泵達不到額定負壓，送漿泵對攪拌機內(nèi)水泥稠漿的抽吸能力下降，或吸不進漿。
§ 5、冬天由于氣溫降低導(dǎo)致送漿泵不能啟動時，應(yīng)取下離合器保護罩，利用離合器上的四個孔強行轉(zhuǎn)動送漿泵數(shù)轉(zhuǎn)，然后再啟動。
§ 6、在聯(lián)軸器和操作離合器保護罩沒有安好的情況下，嚴(yán)禁啟動泵;
§ 7、在沒有檢查電器漏電情況下，嚴(yán)禁啟動泵。
