??? 3 提高瓦斯抽放率的對(duì)策
??? 3.1 改善采掘平穩(wěn) 確保抽放時(shí)間
??? 改善采掘平衡、確保抽放時(shí)間是提高煤層瓦斯抽放率的重要保障措施,這對(duì)實(shí)施本煤層預(yù)抽瓦斯的礦井尤為關(guān)鍵。我國(guó)有1/3以上的礦區(qū)開采的是突出煤層,煤巷掘進(jìn)速度普遍<100 m/月,有的嚴(yán)重突出礦井煤巷月掘進(jìn)速度只有20~30 m,采掘嚴(yán)重失調(diào),無法保證足夠的預(yù)抽瓦斯時(shí)間。提高煤巷掘進(jìn)速度是突出煤層實(shí)現(xiàn)采掘平衡、確保預(yù)抽瓦斯時(shí)間的根本途徑,具體措施如下:
??? (1)針對(duì)礦區(qū)或礦井的瓦斯地質(zhì)條件,開展瓦斯突出區(qū)域預(yù)測(cè)和煤巷掘進(jìn)工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)敏感指標(biāo)及臨界值的研究,減小突出預(yù)測(cè)率,提高突出預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率,達(dá)到減少不必要的防突工程量、提高掘進(jìn)速度的目的。
圖1 水力擠出消突措施鉆孔布置示意圖
??? (2)研究探索適合礦區(qū)煤層條件的快速消突措施,縮短防突周期,提高掘進(jìn)效率。圖1為我國(guó)最近試驗(yàn)成功的水力擠出高效消突措施鉆孔布置示意圖。該方法的實(shí)質(zhì)在于:通過注水使掘進(jìn)頭煤體適量外移,造成前方煤體破壞,集中應(yīng)力帶前移,增大卸壓帶寬度,快速消除掘進(jìn)前方一定距離的煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性。
??? 3.2 改革打鉆工藝 增加噸煤抽放鉆孔長(zhǎng)度
??? 國(guó)內(nèi)外的預(yù)抽瓦斯實(shí)踐表明,透氣性系數(shù)介于0.004~0.04 m2/(MPa2·d)的煤層要取得好的抽放效果,除了選用合理的抽放方式和保證抽放時(shí)間外,噸煤抽放鉆孔的長(zhǎng)度不應(yīng)低于0.05 m。大部分突出煤層屬于結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞煤層,打鉆難是預(yù)抽瓦斯鉆孔施工的技術(shù)瓶頸。我國(guó)煤礦普遍采用水排粉濕式鉆進(jìn)和壓風(fēng)排粉干式鉆進(jìn)2種鉆孔施工工藝。采用水排粉濕式鉆進(jìn)施工順層預(yù)抽鉆孔(特別是下向鉆孔),鉆粉易于結(jié)團(tuán),容易造成卡鉆、塌孔;壓風(fēng)排粉干式鉆進(jìn)施工順層預(yù)抽鉆孔,煤粉污染環(huán)境嚴(yán)重,當(dāng)鉆孔過長(zhǎng)或風(fēng)壓不足時(shí),也容易卡鉆、塌孔。要增加突出煤層噸煤抽放鉆孔長(zhǎng)度,可以選用如下技術(shù)措施:(1)配套風(fēng)粉分離裝備,普及壓風(fēng)排粉干式鉆孔施工工藝;(2)鉆孔施工地點(diǎn)加裝移動(dòng)式壓風(fēng)設(shè)備,增加壓風(fēng)風(fēng)壓;(3)借鑒國(guó)外成功經(jīng)驗(yàn),引進(jìn)并推廣泡沫排粉鉆孔施工工藝;(4)選用大功率強(qiáng)力鉆機(jī)和鉆具。
??? 3.3 強(qiáng)化綜合抽放瓦斯
??? (1)強(qiáng)制增大煤層透氣性,提高低透氣性煤層的瓦斯抽放率??梢赃x用的技術(shù)途徑包括:深孔爆破致裂、高能氣體致裂、水力壓裂、淹沒射流和空間立體交叉布孔(交叉鉆孔)等。圖2為交叉鉆孔預(yù)抽瓦斯方式示意圖。
圖2 交叉鉆孔預(yù)抽瓦斯方式示意圖
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