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開采煤層瓦斯人工增加煤層透氣系數的措施

作者: 時間:2019-10-08 10:00
    透氣系數低的單一煤層,或者雖為煤層群,但是開采順序上必須先采瓦斯含量大的煤層,那么上述抽放瓦斯的方法,就很難達到預期的目的。必須采用專門措施增加了煤層的透氣系數以后,才能抽出瓦斯。國內外已試驗過的措施有煤層注水、水力壓裂、水力割縫、深孔爆破、交叉鉆孔和煤層的酸液處理等。     煤層卸壓方法如圖3. 84所示。
煤層卸壓方法分類圖     圖3. 84    煤層卸壓方法分類圖     1)水力壓裂     水力壓裂是將大量含砂的高壓液體(水或其他溶液)注入煤層,迫使煤層破裂,產生裂隙后砂子作為支撐劑停留在縫隙內,阻止它們的重新閉合,從而提高煤層的透氣系數。注入的液體排出后,就可進行瓦斯的抽放工作。遼寧龍鳳礦北井、山西陽泉、湖南紅衛等礦都曾做過這種方法的工業試驗。例如,湖南紅衛里王廟礦四層煤,一般鉆孔的涌出量最大為0.3 m³/min,壓裂后增至0. 44~4.8 m³/min。     2)水力割縫     水力割縫是用高壓水射流切割孔兩側煤體,形成大致沿煤層擴張的空洞與裂縫。增加煤體的暴露面,造成割縫上下煤體的卸壓,提高它們的透氣系數。此法是煤炭科學研究總院撫順研究院與河南鶴壁礦務局合作進行的研究。鶴壁四礦在硬度為0. 67的煤層內,用8 MPa的水壓進行割縫時,在鉆孔兩側形成深0.8 m、高0.2 m的縫槽,鉆孔百米瓦斯涌出量由0.01~0.079 m³/min,增加到0.047~ 0.169 m³/min。     3)深孔預裂爆破     深孔預裂爆破是在鉆孔內利用炸藥爆炸瞬間產生的爆轟壓力和高溫高壓爆生氣體,使爆破孔周圍的煤體產生裂隙、松動、壓出和膨脹變形,以提高煤層透氣性。     4)酸液處理     酸液處理是向含有碳酸鹽類或硅酸鹽類的煤層中,注入可溶解這些礦物質的酸性溶液。     5)交叉鉆孔     交叉鉆孔是除沿煤層打垂直于走向的平行孔外,還打與平行鉆孔呈15°~20°夾角的斜向鉆孔,形成互相連通的鉆孔網。其實質相當于擴大了鉆孔直徑,同時斜向鉆孔延長了鉆孔在卸壓帶的抽放時間,也避免了因鉆孔坍塌而對抽放效果的影響。在河南焦作礦務局九里山煤礦的試驗結果表明,這種布孔方式較常規的布孔方式相比,相同條件下提高抽放量0. 46~1. 02倍。