煤矿井下瓦斯抽采钻孔封堵材料及其配套工艺的研究进展

颜文学，程 波

（1.瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室，重庆 400037；2.中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆 400037）

煤矿瓦斯又称“煤层气”，是储存在煤层中、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤体孔、裂隙中的烃类气体，其主要成分为甲烷[1]。长期以来，瓦斯是煤矿重特大事故的主要灾害源，同时其热值与天然气相当，可以与天然气混输混用，而且燃烧后几乎不产生任何废气[1]。因此，煤矿瓦斯是近20年在国际上崛起的洁净、优质能源和化工原料。瓦斯抽采是矿井实施瓦斯灾害治理的主要措施，其是通过在煤层内施工钻孔，而后采用相应的封孔材料及工艺将钻孔密封后[2]，由泵站将煤层内富集的瓦斯经由井下敷设的管网抽取至地面，从而实现降低煤层瓦斯含量，减小甚至消除瓦斯灾害威胁的目的。我国煤层瓦斯赋存条件普遍较差，同时受瓦斯抽采钻孔封堵材料及其配套工艺[2]、瓦斯抽采方法等适应性技术不到位的影响，目前我国瓦斯抽采量和利用率还比较低，特别是对于低浓度瓦斯，很多煤矿仅仅实现了抽放排空，没有得到合理有效利用，而且造成严重的大气污染和温室效应。瓦斯抽采钻孔的封堵质量直接决定了钻孔抽采瓦斯浓度的高低。通常，煤矿抽采瓦斯浓度高于8%的瓦斯，可用于发电、民用或工业生产，而浓度低于8%的瓦斯则会直接排空，预计每年我国约有100亿m3的煤矿抽采瓦斯，因为利用困难而直接排空，其温室效应是二氧化碳的21倍[3]。……