在煤矿开采这一高危行业中，安全始终是悬在头顶的达摩克利斯之剑，而瓦斯治理则是保障安全的核心任务。瓦斯，这种以甲烷为主要成分的气体，在煤矿井下广泛存在。当它在空气中的浓度达到5%-16%时，一旦遇到火源，就会引发威力巨大的爆炸，其瞬间释放的能量相当于TNT炸药的15倍，历史上众多惨痛的矿难便是瓦斯爆炸留下的血与泪的教训。此外，瓦斯还是全球排放量第二大的温室气体，每立方米甲烷的温室效应潜能值约为二氧化碳的28-36倍（百年尺度），大量排放会对全球气候变暖产生显著影响。
面对瓦斯带来的双重威胁，囊袋封孔器应运而生，成为煤矿瓦斯治理中的关键装备，肩负着防止瓦斯泄漏、提高瓦斯抽采效率的重任。从防止瓦斯泄漏的角度来看，囊袋封孔器通过巧妙的设计和独特的工作原理发挥作用。它利用注浆压力，将浆液注入钻孔，在钻孔内形成一道坚固的封堵屏障。就像给漏气的管道加上了一个密封塞，阻止瓦斯从钻孔与周围煤岩体的缝隙中逸出，大大降低了瓦斯在矿井中积聚的风险，有效减少了瓦斯爆炸、瓦斯突出等事故发生的可能性，为井下工作人员创造一个相对安全的作业环境。
在提高瓦斯抽采效率方面，囊袋封孔器同样表现出色。瓦斯抽采是将煤矿中的瓦斯有组织地抽出并加以利用，实现变害为宝的重要举措。囊袋封孔器能够确保钻孔的密封性，避免空气混入抽采系统，使瓦斯能够更加顺畅、纯净地被抽出。打个比方，它就像是一个高效的“抽气泵”，让瓦斯能够快速、稳定地从煤层中流向抽采管路，进而提高瓦斯抽采的效率和浓度。高浓度的瓦斯不仅可以用于发电、供暖等，为企业带来经济效益，还能减少瓦斯直接排放对环境的污染，实现煤矿开采与环境保护的双赢。
囊袋封孔器推广现状大揭秘
多地开花的应用实例
近年来，囊袋封孔器“两堵一注”带压封孔技术在众多煤矿中得到了广泛应用，犹如星星之火，呈现出燎原之势。以耳海煤矿为例，该矿原本采用马丽散封孔工艺，瓦斯抽采浓度低、抽放效果差。为了改善这一状况，自2021年2月起，耳海煤矿通防科制定了具体的带压注浆试验方案，由抽采队负责落实，全面引入囊袋封孔器“两堵一注”带压封孔技术。
在实际操作中，工作人员先将囊袋封孔器与抽采管连接好，缓慢送入钻孔。随后，通过注浆泵将水泥浆液经注浆管注入两个囊袋。当囊袋注浆膨胀后，它们紧紧封堵住钻孔并支撑孔壁，在囊袋间形成了密闭的注浆空间。当注浆压力升高到一定值时，注浆段的出浆阀打开，浆液带压注入注浆段，并充填孔壁周围的裂隙，从而实现了高效封孔。经过一段时间的运行，该技术在耳海煤矿取得了显著成效，瓦斯抽采浓度大幅提升，有效保障了煤矿的安全生产。
兴达煤矿同样面临着瓦斯治理的难题，其开采的1号煤层瓦斯含量高、压力大，原有封孔技术使得抽采钻孔漏气严重、瓦斯抽采浓度低。为解决这些问题，兴达煤矿在1415东翼顶抽巷K0+100m-K0+300m区域开展了大孔径双套管“两堵一注”囊袋式带压注浆封孔工艺试验。
在确定试验方案时，煤矿组织对多种封孔工艺进行了现场试验，最终选择了“两堵一注”囊袋式带压注浆封孔工艺。在操作过程中，对于上行孔和平行孔，4名工作人员相互配合，将60mm的pvc花管连接后送入钻孔内，接着在封孔段钻孔内下入90mm的pvc实管。在第一根实管往后中部位置，用胶带将第二堵的囊袋绑扎牢固，再往后0.5m位置绑扎好返浆管，继续往钻孔内送pvc管。在第七根实管后端0.2m位置，用胶带将第二堵的囊袋绑扎牢固，继续下套管，确保孔口段外露长度为0.2m。通过这种精细的操作，兴达煤矿成功提高了瓦斯抽采浓度，降低了煤层瓦斯含量，为矿井的安全生产提供了有力支持。
数据说话：抽采效率显著提升
囊袋封孔器的应用带来的最直观变化，就是瓦斯抽采效率的显著提升。通过对多个煤矿使用囊袋封孔器前后的数据对比，这一优势展现得淋漓尽致。
山西石泉煤业有限责任公司在采用聚氨酯封孔工艺时，瓦斯抽采效果很不理想。以30106胶带顺槽为例，在掘进初期20天内掘进了50.4m，巷帮钻场4个超前钻孔瓦斯抽采浓度稳定在4%-6%，瓦斯抽采纯量在0.1-0.14m³/min，单个钻孔瓦斯抽采纯量平均为0.025-0.035m³/min。而在采用“两堵一注”囊袋式带压注浆封孔工艺后，情况得到了极大改善。瓦斯抽采浓度大幅提高，最高可达原来的数倍，抽采纯量也显著增加，单个钻孔瓦斯抽采纯量平均提升至0.08-0.12m³/min，有效提高了瓦斯抽采效率，保障了煤矿的安全生产。
晋城煤业集团成庄矿进行的工业性对比试验结果同样令人瞩目。利用囊袋式注浆封孔法比传统封孔方法在瓦斯抽采初期和中期，瓦斯抽出浓度提高了31%-43%，抽采后期瓦斯抽出浓度比传统聚氨酯封孔法提高了120%。这些数据充分表明，囊袋封孔器在提高瓦斯抽采效率方面具有巨大的优势，能够让煤矿企业在瓦斯治理和利用方面取得更好的经济效益和社会效益。
