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高壓（yā）水射流（liú）擴孔技術（shù）在丁集煤礦的瓦斯抽放效（xiào）果（guǒ）分析

時間：2013-07-30     來源： 北京www.91潔清潔設備有限公司（sī）

之前我們進行（háng）了《丁集煤礦高壓水射流擴孔試驗》，其高（gāo）壓水（shuǐ）射（shè）流擴孔（kǒng）施工（gōng）工藝為（wéi），首先在鑽場施（shī）工Φ75 mm或（huò）Φ89 mm的小孔徑普通鑽孔，穿透全煤層後撤鑽，將（jiāng）高壓水射流裝置送入鑽孔煤層位置進行高壓水射流擴孔切割（gē），高壓水會在高速旋轉中將媒（méi）體逐（zhú）層切割下來，煤屑通過排（pái）渣噴嘴從鑽孔內排出，幾乎沒有煤屑排出時即可停止擴孔。以下我們主要介紹高壓（yā）水（shuǐ）射流擴孔技術（shù）在丁集煤礦的瓦斯抽放效（xiào）果。
 
一、瓦斯含量壓力及透氣性係數測定（dìng）
 
各鑽孔在施工時進入（rù）煤層後我們取煤樣通過現場解吸（xī）、回（huí）歸計算、實驗室解吸測得其（qí）解吸量、損失量、殘存量，從而得到煤樣的原始（shǐ）瓦（wǎ）斯（sī）含量。測定結果見下表。
 
各鑽孔煤樣瓦斯含量測定結（jié）果
鑽孔號 煤（méi）樣質量/g 解吸量/m³•(t•r)－1 損失（shī）量/m³•(t•r)－1 殘（cán）存量/m³•(t•r)－1 瓦斯（sī）含（hán）量（liàng）
原煤（méi） 可燃質 /m³•(t•r)－1 /m³•t－1
1# 198.00 165.14 3.04 1.28 6.81 11.12 9.28
2# 188.00 156.26 2.68 1.56 7.24 11.48 9.54
3# 192.00 160.23 3.00 1.21 7.06 11.67 9.41
4# 190.00 159.76 2.98 0.99 7.01 10.98 9.23
 
從上表可以看出（chū），在考察研究之前測定的實驗區各（gè）鑽孔內11－2煤層瓦斯含量基（jī）本相等。表（biǎo）明實驗區（qū）11－2煤層瓦斯含量分布均勻。
 
3#、4#鑽孔擴孔後將4個鑽孔均並列插入20m長和2m長（zhǎng）2根Φ159mm鍍鋅鐵管（guǎn），分（fèn）別作為測壓管和注漿管，用快幹水泥、木楔將2根（gēn）鍍鋅管密實固定在鑽孔孔（kǒng）口位置，通過注漿（jiāng）管向鑽孔內注水泥漿，直到水泥漿從測壓管管口流出後，即停止注漿。等48小時水泥硬化後，在測壓管（guǎn）外口處接入壓力表，進行被動測壓。經過21天的測壓周期，我們發現各鑽孔瓦斯壓力穩（wěn）定不（bú）再上升，最（zuì）終測得1#、2#鑽（zuàn）孔瓦斯壓力為0.9 MPa，3#鑽孔瓦斯壓力為0.8 MPa，4#鑽孔瓦斯壓力為0.85 MPa。據（jù）此可以判（pàn）斷，試驗區域11－2煤層瓦斯壓力分布基本均勻。
 
壓力穩（wěn）定後將壓力表拆下，利（lì）用ZLD－2多（duō）級流（liú）量計連續（xù）9天測定各鑽孔瓦斯流量，並計算得到各鑽孔處煤層的透氣性係數，1#、2#、3#、4#鑽孔所測得結果分別為0.301、0.397、2.055、1.961 m²/(MPa²•d)。
 
高壓水（shuǐ）射流（liú）擴（kuò）孔前11－2煤層平均透氣性係數為（wéi）0.349 m²/(MPa²•d)；擴（kuò）孔後11－2煤層平均透氣性係數為2.008 m²/(MPa²•d)。擴孔後是（shì）擴孔前的5.75倍（bèi）。這表明高壓水射（shè）流擴孔可有效提高煤層透氣性。
 
二、抽放效果檢測
 
流量（liàng）測定（dìng）結束（shù）後，1#、2# 鑽孔為第一組，3#、4# 鑽孔為第二（èr）組分別通過高壓膠管接入抽放（fàng）管路（lù）進行抽放。
 
高壓（yā）水射流擴孔研究鑽孔布置圖
 
在2組抽放鑽孔接入抽放管路的位置各留測（cè）量孔接入溫度傳感器、流量傳感器（qì）、負壓傳（chuán）感器、甲烷濃度傳感器連續15天監測抽放參數，由監測結果可以看到，第二組鑽（zuàn）孔抽放（fàng）瓦（wǎ）斯濃度較第一組稍高，平均流量第二組是第一組的3.5倍，15天累計抽放標態下第二組瓦斯濃度是第一組鑽孔的4.1倍。
 
三、殘（cán）餘瓦斯壓（yā）力（lì）測定及殘餘瓦斯含量計算（suàn）
 
抽（chōu）放15天後，將抽放高（gāo）壓膠管拆下，重新在4個鑽孔的測壓管外口安裝（zhuāng）壓力表，測定抽放15天後的殘餘瓦斯壓力（lì）。
 
經過15天抽放後，1#、2#鑽孔殘（cán）餘瓦斯壓（yā）力均為0.8 MPa，較抽放前（qián）均下降了0.1 MPa；3# 鑽孔殘餘瓦斯壓力0.5 MPa，4 #鑽孔殘餘（yú）瓦斯壓力0.55 MPa，較抽放前均（jun1）下降了0.3 MPa，且均（jun1）低於了0.74 MPa。顯然，抽放鑽孔經高壓水射流（liú）擴孔後抽放效果明顯提高。
 
根據11－2煤層吸附曲線，由各鑽孔瓦斯壓力值計算煤層瓦斯含量，1#、2#鑽孔處煤樣殘餘瓦斯（sī）含量為8.92 m³/t，依（yī）然大（dà）於8 m³/t。3#鑽孔處煤樣（yàng）殘餘瓦斯含量為（wéi）6.83 m³/t，4#鑽孔（kǒng）煤樣殘餘瓦斯含量為（wéi）7.24 m³/t，均低於8 m³/t。
 
據以上分析，我們可以看出在同（tóng）樣的基礎條件下（xià），經高壓（yā）水射流擴孔的鑽孔在抽放15天後，使其影響範圍內的瓦斯壓力、瓦斯含量均降低到突出指標以下。這（zhè）說明高壓水射流對於提高（gāo）鑽孔的瓦斯抽放效率、增加煤層（céng）的透氣性、降低瓦斯壓力和含量具有非常好的效果。
  • 標簽：
  • 丁集煤礦
  • 瓦斯抽放
  • 效果分析
  • 高壓（yā）水射流擴孔技（jì）術
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