??? 3 提高瓦斯抽放率的對策
??? 3.1 改善采掘平穩(wěn) 確保抽放時間
??? 改善采掘平衡、確保抽放時間是提高煤層瓦斯抽放率的重要保障措施,這對實施本煤層預抽瓦斯的礦井尤為關鍵。我國有1/3以上的礦區(qū)開采的是突出煤層,煤巷掘進速度普遍<100 m/月,有的嚴重突出礦井煤巷月掘進速度只有20~30 m,采掘嚴重失調,無法保證足夠的預抽瓦斯時間。提高煤巷掘進速度是突出煤層實現(xiàn)采掘平衡、確保預抽瓦斯時間的根本途徑,具體措施如下:
??? (1)針對礦區(qū)或礦井的瓦斯地質條件,開展瓦斯突出區(qū)域預測和煤巷掘進工作面突出危險性預測敏感指標及臨界值的研究,減小突出預測率,提高突出預測準確率,達到減少不必要的防突工程量、提高掘進速度的目的。
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,提高掘進效率。圖1為我國最近試驗成功的水力擠出高效消突措施鉆孔布置示意圖。該方法的實質在于:通過注水使掘進頭煤體適量外移,造成前方煤體破壞,集中應力帶前移,增大卸壓帶寬度,快速消除掘進前方一定距離的煤與瓦斯突出危險性。
??? 3.2 改革打鉆工藝 增加噸煤抽放鉆孔長度
??? 國內外的預抽瓦斯實踐表明,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間外,噸煤抽放鉆孔的長度不應低于0.05 m。大部分突出煤層屬于結構嚴重破壞煤層,打鉆難是預抽瓦斯鉆孔施工的技術瓶頸。我國煤礦普遍采用水排粉濕式鉆進和壓風排粉干式鉆進2種鉆孔施工工藝。采用水排粉濕式鉆進施工順層預抽鉆孔(特別是下向鉆孔),鉆粉易于結團,容易造成卡鉆、塌孔;壓風排粉干式鉆進施工順層預抽鉆孔,煤粉污染環(huán)境嚴重,當鉆孔過長或風壓不足時,也容易卡鉆、塌孔。要增加突出煤層噸煤抽放鉆孔長度,可以選用如下技術措施:(1)配套風粉分離裝備,普及壓風排粉干式鉆孔施工工藝;(2)鉆孔施工地點加裝移動式壓風設備,增加壓風風壓;(3)借鑒國外成功經(jīng)驗,引進并推廣泡沫排粉鉆孔施工工藝;(4)選用大功率強力鉆機和鉆具。
??? 3.3 強化綜合抽放瓦斯
??? (1)強制增大煤層透氣性,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為交叉鉆孔預抽瓦斯方式示意圖。
圖2 交叉鉆孔預抽瓦斯方式示意圖
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