高瓦斯煤矿封孔材料

一 材料类型与适用场景

聚氨酯类（PU）：A/B双组分反应发泡，反应时间可做30 s–5 min调节，发泡倍率20–30 倍，快速充填钻孔与煤壁裂隙，适合深孔、高瓦斯压力环境及临时/永久封堵。

高分子泡沫类（如改性聚脲/聚酯泡沫）：缓慢膨胀、粘结性好，典型抗压强度可达≥8.5 MPa，适应动态地层与较长封孔段。

水泥基材料：以高稠度水泥浆为主，典型水灰比0.4:1，泵送距离≥20 m，固化后收缩率<0.3%，常用于中深孔/裂隙发育段的基体密封与承压封堵。

环氧树脂类：高强高密封，适合高压、永久封孔及对耐化学性要求高的部位。

水玻璃类：凝胶封堵微裂隙，常用于临时封堵或与其他材料复合。

选型要点：优先考虑材料的阻燃抗静电、粘结强度、微膨胀与抗收缩、渗透性与耐久性，并与孔长、孔径、倾角、瓦斯压力、地应力与水文条件匹配。

二 常用工法与工艺参数

两堵一注带压工艺（推荐）：先用PU等封堵材料封堵钻孔两端形成密闭腔，再注入水泥基浆液渗透裂隙并带压稳压，显著提升密封完整性与抽采负压保持能力；工程应用可使单孔瓦斯抽采负压由≈8 kPa提升至≥18 kPa。

动态密封技术：采用高黏稠膏体（黏度维持2000–3000 mPa·s）配合多次补浆，可对地层变形进行自适应补偿，现场对失效密封区的修复率可达≈90%。

机械化注浆：使用防爆注浆泵与静态混合器，实现连续均匀注浆与压力控制；典型设备如BFZ系列注浆封孔泵（防爆电机3 kW、最大注浆压力≈2.4 MPa），亦可配合气动增压装置（工作压力0.6–0.8 MPa、输出压力≈12 MPa）进行远距离/阻力段压送。

关键过程参数（参考）：注浆压力0.8–1.2 MPa、注速3–5 L/min；聚氨酯反应时间通过配比可调；水泥基按0.4:1水灰比拌合后泵送；封孔段长度与位置按设计与现场揭露条件确定。

三 质量控制与验收指标

材料与工艺控制：核对产品执行标准、合格证、型式/进场检验；全过程记录配比、搅拌时间、环境与浆体温度、泵压、稳压时间、注浆量等；必要时留置试件与影像资料。

过程判据（参考）：出机流动度10–17 s，30/60 min流动度分别≤20/≤25 s；自由泌水率24 h=0%；压力泌水率≤1%（0.22–0.36 MPa）；自由膨胀率3 h：0–2%；24 h：0–3%；抗压强度（3/7/28 d）可按设计取值（工程常见3 d≥20 MPa、7 d≥40 MPa、28 d≥50 MPa）；粘结强度≥1.2 MPa（以TDS/设计为准）。

验收测试：推荐进行负压保持试验，维持18 kPa负压30 min无泄漏可视作合格；亦可结合剖切抽检、拉拔/透光检查等方法进行验证。

四 与合规要点

防爆与消防：井下严禁明火与非防爆电气；材料与设备须满足煤矿用阻燃抗静电要求；动火/喷涂作业须执行审批与监护。

通风与瓦斯管理：严格按《煤矿规程》配置与维护通风系统，实行风电闭锁、甲烷电闭锁；局部通风采用压入式并配置同等能力备用风机；按制度开展测风、反风设施检查与演练。

个体防护与应急：作业人员佩戴防护眼镜、耐油手套、防尘/防毒面具等；设置冲洗与急救设施；材料储运通风、避光、防潮，远离火源与热源。