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发布日期:2019-11-15  浏览次数:137
 水力排挤瓦斯技术 
  2.1 水力冲孔技术 水力冲孔技术是以岩柱或柱为安全屏障,向有自喷能力的突出危险煤层打钻,同时注入一定压力的水。随着钻孔的不断前进,喷孔持续不断地发生,煤、水、瓦斯通过孔道向孔外排出;而孔道周围的煤体则向孔道方向位移,并伴有煤层膨胀变形、顶底板的相向位移,继而降低钻孔周围的地应力和煤层压力,增加煤层的裂隙和透气性,煤层瓦斯气体由此得到解吸和排放,达到消除煤层采掘面突出动力,改变突出煤层性质的目的。水力冲孔技术,为我国煤矿企业的安全生产起到了重要的推动作用。 
  2.2 水力冲孔技术在排挤瓦斯中的应用 
  2.2.1 水力冲孔设备及技术参数。利用水力冲孔技术排挤瓦斯时,需要用到的设备有乳化液泵(BRW200/31.5型)及配套液箱(RFX1000型),钻机(MKD-5S型)以及高压浇灌、耐压钢丝等。水射流压力参数设定由煤层极限抗压强度和系统压损两方面因素决定 
  2.2.2 水力冲孔钻孔方案布置。本文以A煤矿为例,该煤矿在6-8#钻场之间布置八组水力冲孔,相邻两组间隔8m,每组由3个钻孔组成,具体布置如图1所示。 
  具体施工工艺参数设置如下:①开孔距离底板高度由下而上分别为1500mm、2000mm、2500mm;②孔径设置为94mm;③水平角设置为90°,倾角设置在30.8°—45.9°范围内;④孔深设置在38.6—49.2mm范围内。 
  2.2.3 效果分析。为考察水力工艺的增透效果和挤排效果,对6-8#钻场的瓦斯抽采量进行了抽查,如表1所示;其对比图可见图2。 
  由表1和图2可知,6#钻场的瓦斯抽采量受1-3组水力冲孔的影响较弱;第4-5组水力冲孔对7#钻场影响较大,因此其抽采量较大,是不采用水力冲孔技术的4.5倍;8#钻场距离水力钻孔较远,平均抽采量相对较低。据此可初步判断,该矿井实施水力冲孔技术后,煤层的透气性有了明显改善,瓦斯抽采量得到了极大的提高。 
  2.2.4 技术评价。首先,水力冲孔措施具有较好的适应性。软煤层的瓦斯含量较高,煤体在地应力作用下,使得煤层的透气性很差,掘进工作面前方的瓦斯压力梯度差异性较大。使用水力冲孔措施,可在短时间内破坏煤体的集中应力,使其向钻孔两侧的煤层深处转移,极大的降低了钻孔周围煤层的压力,增加了煤层的透气性,有利于煤层瓦斯的抽取。其次,水力冲孔措施有效性较好。与其他措施相比,水力冲孔措施工艺简单,施工时间短,能在有限时间内释放瓦斯,增强煤层掘进工作面的透气性,机巷掘进速度提升至原来的2倍。最后,水力冲孔措施安全性好。水力冲孔措施采用高压水射流对煤体进行破碎,达到释放煤层应力,提高煤体透气性的目的。在掘进工作面实施水力冲孔工艺时,可实现无人操作,因此整个过程不会对工作人员的安全造成威胁。 

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