高壓水（shuǐ）射流擴孔（kǒng）技術在丁集煤礦的瓦斯抽放（fàng）效果分（fèn）析

之（zhī）前我們進行了《丁集煤礦高壓水射流擴孔試（shì）驗（yàn）》，其高壓水射流擴孔施工工藝為，首先在鑽場施工Φ75 mm或Φ89 mm的小孔徑普通鑽孔，穿透全煤層後撤鑽，將高壓水射流裝置送入（rù）鑽孔煤層位置進行高壓水（shuǐ）射流（liú）擴孔切割，高壓水會在高速旋轉中將媒體逐層切割下來，煤屑通過排渣噴嘴從（cóng）鑽（zuàn）孔內排出，幾乎（hū）沒有煤屑排出時即可停止擴孔。以下我們主要介紹高壓水射流擴孔技術在丁集煤礦的瓦斯抽放效（xiào）果。

一（yī）、瓦斯含量（liàng）壓力及透氣性係（xì）數測定

各鑽孔在（zài）施工（gōng）時進入煤層後我們取煤樣（yàng）通過現場解吸、回歸計算、實驗室解（jiě）吸測得其解（jiě）吸量、損失（shī）量、殘存量，從而（ér）得到煤樣的原始瓦斯含量。測（cè）定結果見下表。
 

各鑽孔煤樣瓦斯含量測定結果
鑽孔號	煤（méi）樣質量/g		解吸量/m³•(t•r)－1	損失量/m³•(t•r)－1	殘（cán）存量/m³•(t•r)－1	瓦斯含量（liàng）
	原煤	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，在考察研究（jiū）之前測定的實驗區各鑽孔（kǒng）內11－2煤層瓦斯含量基本相等（děng）。表明實（shí）驗區11－2煤（méi）層瓦斯含量分布均勻。

3#、4#鑽孔擴孔（kǒng）後將4個鑽孔（kǒng）均並列插入（rù）20m長和2m長2根Φ159mm鍍鋅（xīn）鐵管，分（fèn）別作為（wéi）測壓管和注漿管，用快（kuài）幹水泥、木楔將2根鍍鋅管（guǎn）密實固定在鑽孔孔口（kǒu）位置，通過注漿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，在測壓管外口處接入壓力表，進行被動測壓。經（jīng）過21天的測（cè）壓周期，我們發現各鑽（zuàn）孔瓦（wǎ）斯壓力穩定（dìng）不再上升，最終測得（dé）1#、2#鑽（zuàn）孔瓦斯（sī）壓力（lì）為0.9 MPa，3#鑽孔瓦斯壓力為0.8 MPa，4#鑽孔瓦斯壓力為（wéi）0.85 MPa。據此可以判斷，試驗區域11－2煤層瓦（wǎ）斯壓力（lì）分布基本均勻。

壓力穩定後將壓力表（biǎo）拆下（xià），利用ZLD－2多級流（liú）量計連續9天測定各鑽孔瓦斯流量（liàng），並計算得到各（gè）鑽孔處煤層（céng）的透氣性係數，1#、2#、3#、4#鑽孔所測（cè）得結果分別為（wéi）0.301、0.397、2.055、1.961 m²/(MPa²•d)。

高壓水射流擴（kuò）孔前11－2煤層平均透氣性係數為（wéi）0.349 m²/(MPa²•d)；擴孔（kǒng）後11－2煤層平均透氣性係數為2.008 m²/(MPa²•d)。擴孔後是擴孔前的5.75倍。這（zhè）表明高壓水射流擴孔可有效提高煤層透氣性。

二、抽（chōu）放效果檢測

流量測定（dìng）結束後，1#、2# 鑽孔為第一組，3#、4# 鑽孔為第二（èr）組分別通過（guò）高壓膠管接入抽放管（guǎn）路進行抽放。
 
在2組抽放鑽孔接入抽放管路的位置各留測量孔接入溫度傳感器（qì）、流（liú）量傳感器、負壓傳感器、甲烷濃度傳感器連續15天監測抽放參數，由監測結（jié）果可以看到，第（dì）二組鑽孔抽放瓦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（tài）下第二組瓦斯濃度（dù）是第一組（zǔ）鑽孔的4.1倍。

三、殘餘瓦斯壓力（lì）測（cè）定及殘（cán）餘瓦斯含（hán）量計算

抽（chōu）放15天後，將抽放（fàng）高壓膠管拆（chāi）下，重新（xīn）在（zài）4個鑽孔的（de）測壓管外口安裝壓力表，測定抽放15天後的殘餘瓦斯壓力。

經過15天抽放後，1#、2#鑽孔殘餘瓦斯壓力（lì）均為0.8 MPa，較抽（chōu）放（fàng）前均下降了0.1 MPa；3# 鑽孔殘餘（yú）瓦（wǎ）斯壓力0.5 MPa，4 #鑽孔（kǒng）殘餘瓦斯壓力0.55 MPa，較抽放（fàng）前均下降了（le）0.3 MPa，且均低於了0.74 MPa。顯然，抽放鑽孔經高壓水射流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（sī）含量（liàng），1#、2#鑽孔處煤樣殘餘瓦斯含（hán）量為8.92 m³/t，依然（rán）大於8 m³/t。3#鑽孔處煤樣殘餘瓦斯含量為6.83 m³/t，4#鑽孔煤樣（yàng）殘餘瓦斯含量為（wéi）7.24 m³/t，均低於8 m³/t。

據以上分析，我們可以看出在同樣的基礎條件（jiàn）下（xià），經高（gāo）壓水射流擴孔的鑽孔在抽放15天後，使其影響範圍內的瓦斯（sī）壓力、瓦斯含量均降低到突出指標（biāo）以下（xià）。這（zhè）說明高（gāo）壓水射流對於提高鑽孔的瓦斯抽放效（xiào）率、增加煤層的透氣性、降低瓦斯壓力和含量（liàng）具有（yǒu）非常好（hǎo）的（de）效果。