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首頁 > 技術（shù）文章

高壓水射流擴孔技術在丁（dīng）集煤礦的瓦斯抽放效果分析

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

之前我們進行了《丁集煤礦高壓水射流擴孔試驗》，其高壓水射流擴孔施工工藝為，首先（xiān）在（zài）鑽場（chǎng）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（yā）水射流裝置（zhì）送（sòng）入鑽孔煤層位置進行高壓水射流擴孔切割，高壓水會在高速旋轉（zhuǎn）中將媒體逐層切割下來，煤屑通（tōng）過（guò）排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水射流擴孔技（jì）術在丁集煤礦的瓦斯（sī）抽放效果。
 
一、瓦斯含量壓力及透氣性係數測（cè）定
 
各鑽孔在施工時進入煤層後我們取煤樣通過現場解吸、回歸計算、實（shí）驗（yàn）室解吸測得其解吸量、損失量、殘存量，從而得到煤樣的（de）原始瓦斯含量。測（cè）定結果（guǒ）見下表。
 
各鑽孔（kǒng）煤樣瓦斯含量（liàng）測定結果
鑽孔（kǒng）號 煤樣質量/g 解吸量/m³•(t•r)－1 損失量/m³•(t•r)－1 殘存量/m³•(t•r)－1 瓦斯含量
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（shàng）表可以看出，在考察研究之前測定的實驗區各鑽孔（kǒng）內11－2煤層瓦斯含量基（jī）本相等（děng）。表明實驗區11－2煤層（céng）瓦斯含量分布均勻（yún）。
 
3#、4#鑽孔擴孔後將4個鑽孔均並列插入20m長和2m長2根Φ159mm鍍鋅鐵管，分別作為測（cè）壓管和注漿管（guǎn），用快幹水泥、木楔將2根鍍鋅管密實固定（dìng）在鑽孔（kǒng）孔口位置，通過注漿管向（xiàng）鑽（zuàn）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（yìng）化後，在測壓管外口處接入壓力表，進行被動（dòng）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（dìng）不再上升，最終（zhōng）測得1#、2#鑽孔瓦斯壓力為0.9 MPa，3#鑽孔瓦（wǎ）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（yàn）區域11－2煤層瓦（wǎ）斯壓力分布基本均勻。
 
壓力穩定後將壓力表拆下，利用ZLD－2多級（jí）流量計連續9天測定各鑽孔瓦斯流量（liàng），並（bìng）計算得（dé）到各鑽（zuàn）孔處煤層的透氣性係數，1#、2#、3#、4#鑽孔所（suǒ）測得結果分別為0.301、0.397、2.055、1.961 m²/(MPa²•d)。
 
高壓水射流擴孔前11－2煤層平均（jun1）透氣性係數為0.349 m²/(MPa²•d)；擴（kuò）孔後11－2煤層平均透氣（qì）性係數為2.008 m²/(MPa²•d)。擴（kuò）孔後是擴孔（kǒng）前的5.75倍。這（zhè）表（biǎo）明高壓水射流擴孔可有效提（tí）高煤層透氣性。
 
二、抽放效果檢測
 
流量測定結束後，1#、2# 鑽孔為第一組，3#、4# 鑽孔（kǒng）為第二組（zǔ）分別通過高壓膠管接入抽放管路進行抽放。
 
高壓水射流擴孔研究鑽孔布置（zhì）圖
 
在2組抽放鑽孔接入抽放管路（lù）的位置各留測量孔接入溫度傳感器、流量傳感（gǎn）器（qì）、負壓傳感器、甲烷濃度傳感器連續15天監測抽放參數，由監測結果可以看到（dào），第二（èr）組鑽孔抽放瓦斯濃（nóng）度較（jiào）第一組稍高，平均流量第二組（zǔ）是第（dì）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、殘餘瓦斯壓力測定及殘餘瓦（wǎ）斯含量計算
 
抽放15天（tiān）後，將（jiāng）抽放高壓膠管拆下，重新在4個鑽孔的測壓管外口安裝壓力表，測定抽放15天後（hòu）的殘餘瓦斯壓力。
 
經過15天（tiān）抽放後，1#、2#鑽孔殘餘瓦斯壓力均（jun1）為0.8 MPa，較抽放前均（jun1）下降（jiàng）了0.1 MPa；3# 鑽孔殘餘瓦斯壓力0.5 MPa，4 #鑽（zuàn）孔殘餘瓦斯壓力0.55 MPa，較抽放前均下降了0.3 MPa，且（qiě）均低於了（le）0.74 MPa。顯然，抽放鑽孔經高壓水射（shè）流擴孔後抽放效果明顯（xiǎn）提高。
 
根據（jù）11－2煤層吸附曲線，由各鑽孔瓦斯壓（yā）力值計算煤層瓦斯含量，1#、2#鑽孔處煤樣（yàng）殘餘瓦斯含量為8.92 m³/t，依然大於（yú）8 m³/t。3#鑽孔處煤樣殘（cán）餘瓦斯含量為6.83 m³/t，4#鑽孔（kǒng）煤樣殘餘瓦斯含量為7.24 m³/t，均（jun1）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，經高壓水射流擴孔的鑽孔在抽放15天後，使其影（yǐng）響範圍內的瓦斯壓力、瓦（wǎ）斯含量均降（jiàng）低到突出（chū）指標以下。這說明高壓水射流對於提高（gāo）鑽孔的瓦斯抽放效率、增加煤層的（de）透氣性、降低瓦斯壓力和含量具有非常好（hǎo）的效果。
  • 標簽：
  • 丁（dīng）集（jí）煤礦
  • 瓦斯抽放
  • 效果分析（xī）
  • 高（gāo）壓水射流擴（kuò）孔（kǒng）技（jì）術
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