南山矿顺层长钻孔瓦斯抽采技术应用效果分析-论文.pdf

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1、应用技术I■南山矿顺层长钻孔瓦斯抽采技术应用效果分析张立志(龙煤鹤岗分公司南山煤矿黑龙江鹤岗154104)[摘要]通过分析顺层长钻孔瓦斯抽采技术措施在南山矿的应用效果，得出了长钻孑L抽采措施比短钻孔抽采措施的抽采效果更为明显的结论。[关键词]瓦斯抽采长钻孔中图分类号：P631．44文献标识码：A文章编号：1009—914X(2014)16—0242一O10引言在我国一次能源利用体系中，煤炭起着主导地位。我国煤炭生产主要为地ql．．——下作业，由于赋存条件的复杂性，生产过程中事故时有发生，其中瓦斯

2、事故尤为lm增大为1m，即增大1O倍时，钻孔瓦斯流量的变化比率为：q。严重。煤矿瓦斯治理主要以风排为主。但是，随着开采深度加深及一次开采厚度即孔径增大lO倍，钻孔瓦斯流量增加2倍。这里没有考虑由于钻孔直径的增的增大，煤矿瓦斯涌出量越来越大，完全依靠通风来解决瓦斯问题已不可能了。大而对瓦斯流场的影响以及对钻孔周围煤体卸压变形使煤层透气性增加的程因此，瓦斯抽采越来越成为各高瓦斯矿井解决瓦斯问题的一个有效技术措施。度。由于当钻孔孔径很大时，从打钻工艺技术来说，不是容易做到的，因此在防但是，由于以往采用

3、的钻孔抽采技术钻孔长度短，加上可布置钻场的巷道限制，止塌L堵塞钻孔通道的前提下，有可能时应尽量加大钻孔直径，以提高煤层瓦无法在科抽采煤层均匀布置钻L，有效降低煤层瓦斯含量，尤其是本煤层顺层斯抽采量。钻孔抽采时，短钻孔抽采区域无法有效覆盖开采区域，容易形成抽采死角死面。2．1．2增加钻孔的穿煤长度因此，长钻孔技术的发展有效地弥补了这一问题。对于穿层钻孔应穿透煤层整个厚度，顺层钻孔尽可能增加钻孔长度，这对I南山矿长钻孔施工区域地质概况提高钻孔瓦斯抽采量是有益的。但由于煤层厚度是一个定值，顺层钻孔长度

4、的南山煤矿为煤与瓦斯突出、易自燃厚煤层群开采的典型矿井，现主要开采增加也是有限的，而且愈长，打钻技术难度也愈大，因此通过增加钻孔的穿煤长l5号和18号煤层。度增加的瓦斯抽采量也是有限的在开采盆地区南翼15号层一分段外延面时，该段位于盆底区南部，开采煤2．2试验区段长钻孔预抽技术层标高为一145～一295m，区段走向长175m，倾斜长150m，瓦斯储量约为956．3为了有效提高瓦斯预抽效果，实现消除突出危险和有效治理瓦斯的目的，万m3。该区段北边为西二区北五分段采空区，南边为未采区域。在试验区段设

5、置两个长钻孔钻场进行瓦斯抽采，分别为南一段钻场、北二段入2本煤层长钻孔瓦斯抽采技术风反上钻场。使用zY一300型全液压钻机钻孔，开孔直径108(113)mm，终孔直2．1提高预抽瓦斯抽采量的途径分析径94ram理论和实践表明，加大钻孔直径和增加钻孔长度是提高预抽瓦斯抽采量的北二段入风反上钻场的钻孔布置方法：在标高一195的盆底区二分段的人重要途径。根据煤层瓦斯流动理论及抽瓦斯实践经验，穿层钻孔的瓦斯流动表风反上，二分段采面对角线为中心呈扇型朝二分段采面打长钻孔，钻孔设计角达式有：度3～15。。孔

6、深120—300米，孔径中94ram，孔数18个，孔口之间的距离当流场为径向稳定流动时：350mm，两孔之间水平夹角6．5。，沿煤层走向布孔，该钻场开孔位置距l5号煤层，(p一p二)底板垂距5米，终孔位置在l5#层顶板。布孔原则：钻孔尽可能与煤层的夹角小，qqo————以保证钻孔煤的长度最大。钻场、钻孔布置。2rop~mIn(2—1)3效果分析％北二段入风反上钻场布置钻孔28个，单孔最大瓦斯流量o．15mVmin，抽2nromZ(p一P：)(2一p)采时间O5．1O．o8～06．12．1O，共计

7、抽采瓦斯95．87Y立方米。2rop~ln—Rp。日In墨(2—2)南一段钻场布置钻孔l6个，单孔瓦斯流量o．12m~／min，抽采时间05．12．2l～06．08；29，共计抽采瓦斯74．97Y立方米由以上计算综合得出两个钻场在当流场为非稳定流动时，经验公式一般为：该试验区段内共布置钻：fL4-4个，2oo5年1O月8El至2006年l2月10El，合计抽采q=qoeI口(2—3)瓦斯170．7万123．。在该区段附近同一煤层布置有短钻孔抽采系统，短钻孔抽采浓度平均为q=2romq0e(2-4

8、)70％，单孔瓦斯抽采纯量为0．009～O．012ill3／min；而长钻孔抽采浓度平均为O：(qdt：_27rromqo(1_e-at)(2—5)90％，比短钻孔高出2o％，长钻孔单孔最大瓦斯纯流量0．12～0．15m3／min，是州短钻孔的1O倍。式中印——t时刻的钻孔瓦斯涌出强度，m／(min·m2)，4结论吼——钻孔瓦斯涌出初始强度，mV(mtn·m)；通过以上分析可知，与传统的短钻孔抽采技术相比，长钻孔的抽采效果更q—在t时的钻孔瓦斯涌出量，一mV一—mi一n}为明显，能有效解决煤层瓦