封孔材料强度及其与孔壁摩擦力

由徐州博安科技发展有限责任公司和中国矿业大学一起联合研发的封孔材料，是新型的矿用封孔材料。

封孔材料强度 钻孔封孔时,所采用的封孔材料要有一定的强度,不至于在煤层注水时或在瓦斯抽放时因封孔材料强度小而使其破坏,导致煤层注水或瓦斯抽放失败。但是,封孔长度一般都在几米至十几米,所以一般的封孔材料,只要其与孔壁能够密实接触,一般均能满足其强度要求。

封堵材料与孔壁摩擦力 在瓦斯抽放时,钻孔内呈现的是负压,并且其压力一般不大于1.0MPa;在煤层注水时,钻孔内呈现的是向外的正压力,注水水压大小不一,一般为2.0～15.0MPa,如果取封孔段钻孔直径为100mm,作用在封 堵物断面上的作用力根据下式计算F=1/4πD2×P 式中F—作用在钻孔物端面上的作用力,N;D—钻孔直径,m;P—抽放瓦斯时的负压或煤层注水时的注水压力,Pa。 根据上式计算,瓦斯抽放时作用在钻孔封堵物端面上的Zui大作用力为7850N;煤层注水时作用在钻孔封堵物端面上的Zui大作用力为15700～117750N。而钻孔封堵物的承压能力以及钻孔封堵物与钻孔煤壁之间的摩擦力远远大于作用在钻孔封堵物端面上的Zui大作用力,也就是说,钻孔封堵物的强度和钻孔封堵物与钻孔煤壁之间的摩擦力均能充分地满足作用在钻孔封堵物端面上的Zui大作用力的要求。

封孔材料的选择

在选择封孔材料时应满足如下要求:①封孔材料要密实,并且要满足强度;②封孔工艺要简单,易于施工;③成本要低。采用封孔器虽然工艺简单,易于施工,但成本高。用于煤层的中低压注水和瓦斯抽放时的封孔,可采用水泥浆封孔,或采用高水材料,或采用石膏浆封孔,采用这些封孔材料封孔,其材料强度能够满足要求,施工工艺较简单,易于操作,成本低。

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