談低透氣性煤層瓦斯抽采技術(shù)

1、tnii學(xué)朮友叢網(wǎng)論文發(fā)表專家一l談低透氣性煤層瓦斯抽采技術(shù)摘要：隨著煤層開采深度的增加，煤層透氣性隨之減小，從而嚴(yán)重影響了煤層瓦斯的抽采率和瓦斯抽采效果。針對我國煤礦絕大部分煤層屬于低透氣性煤層的情況，論述和分析了低透氣性煤層瓦斯抽采的各種技術(shù)原理及應(yīng)用。關(guān)鍵詞：低透氣煤層瓦斯抽采技術(shù)近年來，一些多煤層開采礦區(qū)利用保護(hù)層開采、臨近層抽放等技術(shù)，成功地解決了低透氣煤層的瓦斯抽放問題，礦井安全面貌大有改觀。而對于大多數(shù)單一松軟低透煤層的瓦斯治理由于打鉆困難，煤層透氣性低等原因，本煤層瓦斯抽放技術(shù)一直沒有大的突破，已經(jīng)成為世界性難題。實現(xiàn)在單一松軟低透煤層快速高效的抽放瓦斯，是礦井安全生產(chǎn)的迫切需

2、要。一、煤礦井下抽采技術(shù)概況介紹我國大部分礦區(qū)煤層屬低透氣性難抽煤層，給瓦斯治理和利用帶來困難。因此，強化抽放技術(shù)的研究與推廣是我國煤礦瓦斯治理工作的十分迫切的需求。幾十年來，國內(nèi)外科研人員和生產(chǎn)技術(shù)人員都對低透氣性煤層瓦斯抽放技術(shù)進(jìn)行過研究，其研究的基本出發(fā)點是提高煤層透氣性或增加單位煤體鉆孔長度，以達(dá)到提高抽放率的目的。根據(jù)我國煤層地質(zhì)條件和瓦斯賦存特點，不同的煤層，采取不同的抽采技術(shù)，比如我國開展技術(shù)包括：水力割縫、深孔控制預(yù)裂爆破、旋轉(zhuǎn)水射流擴孔、水力壓裂、密集鉆孔技術(shù)等。而抽采瓦斯方tnii學(xué)朮友叢網(wǎng)論文發(fā)表專家一l法的選擇,主要是根據(jù)礦井（或采區(qū)、工作面）瓦斯來源、煤層賦存狀況、采

3、掘布置、開采程序以及開采地質(zhì)條件等因素進(jìn)行綜合考慮。目前抽放瓦斯方法主要有開采層瓦斯抽采、鄰近層瓦斯抽采及采空區(qū)瓦斯抽米。、煤礦井下抽采技術(shù)1、煤層底板巖巷水力沖孔工藝及機理水力沖孔工藝是以煤層底板巖巷為屏障，在巖巷內(nèi)施工穿層鉆孔，然后用高壓水進(jìn)行水力沖孔，在松軟低透煤層中，人為地創(chuàng)造一個瓦斯釋放空間和通道，有效地提高抽放效果；當(dāng)瓦斯抽放達(dá)到目標(biāo)后，利用預(yù)抽鉆孔對煤層進(jìn)行注水；工作面回采后，再次利用底板巖巷抽放鉆孔對采空區(qū)進(jìn)行抽放，實現(xiàn)一孔三用。水力沖孔機理是從鉆孔中卸除大量的煤以后，由于鉆孔周邊的煤體向鉆孔位移和松動，形成新的裂隙，從而大大增加煤層的透氣性,同時瓦斯壓力梯度降低，瓦斯大量解析

4、，瓦斯抽放量成倍提高。2、水力壓裂技術(shù)增透機理水力壓裂是煤層層內(nèi)卸壓增透的一種技術(shù)，它是針對高瓦斯低透氣性突出煤層所采取的防突技術(shù)措施，水力壓裂是借助流體水在煤層各種弱面內(nèi)對弱面兩壁面的支撐作用使弱面發(fā)生張開擴展和延伸從而對煤層形成內(nèi)部分割。這種分割過程一方面通過弱面的張開和擴展增加了裂隙等弱面的空間體積，另一方面通過裂隙等弱面的延伸增加了裂隙之間的連通，從而形成一個相互交織的多裂隙連通匸交發(fā)表專家一LB國學(xué)朮發(fā)叢網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，正是由于這種裂隙連通網(wǎng)絡(luò)的形成致使煤層的滲透率大大提高，從而提高低透氣性煤層的抽放效果。水力壓裂布孔方案如圖1所示。在11041工作面高抽巷鉆場內(nèi)，施工穿層鉆孔，要求穿層鉆孔

5、穿透煤層全厚進(jìn)入煤層底板0.5m，孔徑準(zhǔn)72mm與巷道軸線夾角90°,俯角42°,壓裂孔封孔要用專用封孔器封孔，封孔器長度10m,封孔器以外用無縫鋼管連接。封孔位置必須在煤巖交接面里12m壓裂孔壓裂過后，安裝抽放管路聯(lián)網(wǎng)抽放。圖111041高位抽排巷水力壓裂鉆孔布置圖3、順層密集長鉆孔抽采順層密集長鉆孔用于區(qū)域性抽采、綜放面或綜采面降低煤層瓦斯含量或解決工作面消突問題，一般鉆孔深80m以上，孔間距35m,預(yù)抽時間半年以上。為提高抽采效果，在布孔時往往采用斜向孔及交叉鉆孔。斜向布孔有利于邊采邊抽，交叉式布孔可在不增加任何工程量的條件下，提高本煤層瓦斯抽采的效果。經(jīng)在焦作礦區(qū)及平頂山礦區(qū)開展順層交叉鉆孔抽采突出煤層瓦斯的試驗，證明交叉布孔可以避免由于鉆孔坍塌、堵孔等影響抽采效果的現(xiàn)象發(fā)生，比平