高瓦斯低透气性煤层增透技术研究现状

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1、浅谈高瓦斯低透气性煤层增透技术推i要：煤体透气性的影响因素主要有地应力、瓦斯力、孔隙裂隙结构等因素。为了增加煤层的透气性系数，国P、j外的许多研究人员从改变应力状态、卸压、增加孔裂隙发育程度等方而进行了不少探索，n前高瓦斯低透气性煤层增透技术大致有如下几种。关键词：采动卸压：保护层；气爆；水力割缝1高瓦斯低透气性煤层增透传统技术1.1采动卸压增透技术采动卸压增透技术主耍是指利川临近煤层或临近区域开采、保护层开采，使木区域煤岩体或位于被保护层上、下层位的煤岩体受到采动的影响，煤岩体屮灰力应变状态和釓斯压力参数发牛.变化，使煤体的渗透系数

2、、煤体内瓦斯滲流速度、瓦斯涌出量剧增，导致瓦斯解吸，在孔裂隙中扩散渗流，从而为乩斯抽采提供有利条件。保护层开采结合被保护层卸压瓦斯抽采已成为优先采用的区域性瓦斯治理技术。另外还有利用采空区卸压増透，其原理都是煤体受采动扰动，造成应力重新分布，卸压，以达到增透的效果。1.2钻孔或造穴增透技术利川钻孔等方法使煤岩体的某些区域形成一定的空洞，从而改变煤体应力状态，造成媒体内裂隙、孔隙的秉新分布，使原有裂隙扩人、贾通或形成新的裂缝，以此提高媒体的透气性系数。比较传统的方法有钻孔卸压增透法,各项研究或丄程实践根据实际开采和地质怙况,采用不同的布

3、孔方式，常采用的是密集布孔、网格式抽采、立体交叉、斜交与垂直工作則结合等方法，各人科研机构和工程技术人员也进行了较为广泛的研究。余长林提出对于单一低透气性、高瓦斯煤层，采川斜交和爾直工作面布孔方式，经实践证明可以达到増透，提高抽采率的效果。目前的研究和应用主要集中在各种如孔方式、不同孔径孔深、不M密集程度等的联合使用上。另外，在钻孔的基础上进行掏穴或者称为造穴，通过二次扩孔的过程，对周围媒体进行再一次扰动，加人了煤体的膨胀变形，使卸压更加充分，从而使透气性进-步加人，增透效果更加显著。蔡如法等在底板巷穿层钻孔中进行了掏穴増透强化抽采技

4、术试验。实践证明掏穴后钻孔中瓦斯浓度IV以增讼5〜6倍,瓦斯抽采量叨显增长，有些nJ以达到普通钻孔的5倍左;/f。掏穴増透强化抽采技术施工简单，不耑耍过多的仪器设备，但是效果很显著，为捉高瓦斯抽采效果提供了一种行之有效的力*法，值得推广放用。1.3高能液体扰动致裂增透技术此增透技术主要是利川注入高能液体扰动媒体，使应力场重新分布，煤体内的裂缝和裂隙的数量、长度、张开度均得到增加，增人了煤层内裂隙、裂缝和孔隙的连通血积，达到卸压进而改变煤层的透气性系数的H的。有关岛能流体扰动卸压增透技术主要包括水力割缝、水力压裂、煤层注水、水力掏槽、水

5、力扩孔、水力挤出以及后来兴起的高压磨料射流割缝等。水力压裂是以水作为动力，使煤体裂隙畅通的一种措施。水力压裂技术即是通过高压水的劈裂作用，使煤岩体中原冇孔裂隙胀开、扩展和延仲，増加了煤体孔隙率，通过原冇孔裂隙的延仲、扩展使裂隙之W联通，形成相互交织的裂隙网络，增加了此斯的扩散、渗流通道，形成更人范围的卸压区域，煤体整体均匀卸压，吸附瓦斯快速解吸，致使煤体渗透率人人提高。煤体卸压后，小部分仉斯解吸随水流出煤体，大部分斯通过钻孔抽ili。水力致裂在井下保护煤层、单一突出危险煤层中大量使用，实践证明这种技术在这种煤层中提高储层渗透率效果显著

6、，并R.由于水力致裂技术的经济性和芴操作性，使它成为迕井下保护煤层、单一突出危险煤层屮最常用的增透技术措施。水力割缝足在减少钻孔数量的同吋，在煤体中切割一定长度的扁平的裂缝，裂缝上面的煤体垮落后，煤体N应力秉新分布，导致煤体内裂隙的数目、规模增加，使煤层达到较好的卸压和增透效果。大量实践证明，水力割缝措施4使煤层透气系数增加1〜2个数量级，割缝区的钻孔瓦斯抽采g可增加1〜2倍。由于水力割缝要求把钻孔之间割通，具冇一定施工难度。有学者通过分析煤层巷道煤与乩斯突出机理，提出了整体卸压理念，开发了高压濟料射流割缝防突技术，并且在煤层巷道掘进

7、工作面进行了实际应川。此法足在煤层开采过程屮，利川高压磨料水射流对两侧的实体煤进行冲蚀、切割，随着切割的深入，在两侧煤体闪形成一条扁平槽缝，槽缝具有一定的深度，被切割下来的煤体随水流带出钻孔外。通过射流割缝，钻孔内煤体的暴辦曲’积增加，一方而槽缝周围的煤体在地压的作用下向槽缝空间移动，扩大了卸压和排乩斯的范W;另一方囬，从保护层角度考虑，槽缝就相当于开采了一层很薄的保•护层，从而层内£1我解放，内部卸压，为煤体内瓦斯流动和释放创造条件，增加了煤层的透气性。此技木有儿大特点：首先是该技术可用于其有突出或冲击危险的煤层，使煤体得到充分和快

8、速卸压、增透，提高抽采瓦斯的能力；M时还能将掘进而前方的更大区域的媒体中瓦斯和地应力进行快速释放，减少了掘进工作的危险性，使掘进工作环境更为安全；冉次是它川水量相对较少、工艺简单、操作方便等；另外还可以减少用于消突的乩斯