平煤十二矿己15-17200底抽巷水力冲孔技术实践
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2012年7月第20期科技视界Science &Technology Vision1矿井概况平宝公司井田位于平顶山矿区李口向斜北翼东段。
井田主体构造为白石山背斜,井田东西走向长14.5km,南北倾斜宽1.1-4.6km,面积约47km 2。
矿井东部以55勘探线为界,西部以落差110m 的沟李封正断层为界,北部和南部分别以灵武山向斜和李口向斜为边界。
主采煤层为戊9-10煤层和己15-17煤层。
可采储量为3.08亿吨。
平宝公司于2008年6月被抚顺煤科院鉴定为煤与瓦斯突出矿井,主采煤层具有突出危险性。
其中己15-17煤层瓦斯含量17.46m 3/t,瓦斯压力3.6MPa;戊8煤层瓦斯含量15.07m 3/t ,瓦斯压力6.61MPa;戊9-10煤层瓦斯含量11.42m 3/t,瓦斯压力5.91MPa。
煤与瓦斯突出事故和瓦斯超限事故在矿井生产中将直接制约着矿井的安全高效,并严重威胁着职工的生命安全。
根据矿井实际生产条件,制定瓦斯防治总体思路,通过以区域瓦斯治理工程超前实施→防突抽采钻孔施工→水力冲孔煤体增透→超前联网抽采→区域措施效果检验→消突评价为主的瓦斯抽采模式的建立,实现“煤气共采”和“不掘突出头、不采突出面”目标,消除煤与瓦斯突出,做到“零突出、零超限”。
2瓦斯抽采模式研究2.1抽采巷布置方案1)风巷低抽巷:在煤层底板平行工作面风巷,与风巷帮对帮1m、垂距为10m,内错布置,施工至切眼下口为止,巷道断面:宽×高=4.6×3.0m。
2)机巷低抽巷:在煤层底板平行工作面机巷,与机巷中线对中线布置、垂距为10m 布置,宽×高=4.6×3.0m。
3)切眼低抽巷:在煤层底板平行工作面切眼,与切眼平距为20m、垂距为10m,内错布置,宽×高=4.6×3.0m。
2.2多方位立体抽采钻孔布置方案为有效防治瓦斯,采取多方位立体抽采钻孔布置模式:地面立井钻孔、穿层钻孔和本煤层钻孔相结合综合防治瓦斯。
近距离保护层开采及动力灾害综合防治技术研究可行性研究报告平顶山煤业集团十二矿河南理工大学2008年10 月7 日目录1. 立项背景 (1)1.1 平煤集团十二矿深部开采技术条件复杂 (1)1.2 保护层开采是平煤集团面对新的开采阶段进行的战略性调整 (2)1.3 十二矿具备难得的试验研究条件、研究价值大 (2)2. 研究的关键技术与方案 (3)2.1 存在的主要问题 (3)2.1.1 近距离保护层开采临近层瓦斯涌出规律及综合防治 (3)2.1.2 己15-1731010工作面风巷维护及冲击地压防治 (5)2.1.3 己14大采深超长工作面设备选型、矿压规律及采煤工艺设计 (5)2.2 主要研究内容及技术经济指标 (5)2.3 项目研究的技术路线 (11)3. 项目实施具备的条件 (11)4. 应用前景分析分析及经济、社会和环境效益预测 (12)5. 经费概算 (13)6. 实施进度计划 (14)近距离保护层开采及动力灾害综合防治技术研究可行性研究报告1. 立项背景1.1 平煤集团十二矿深部开采技术条件复杂平煤十二矿主采煤层己15、己15-17煤层均为煤与瓦斯突出煤层,随着矿井开采深度的加大,矿井的自然条件、瓦斯条件和开采技术条件发生了显著变化,出现了高地应力、高瓦斯、高非均质性、低渗透性复杂现象交织的情况,突出的危险性越来越大,尤其是冲击地压和煤与瓦斯突出共同作用下的复杂矿井灾动力害,成为继单纯瓦斯灾害(或单纯冲击地压)后又一重大而复杂的安全隐患。
特别是近期发生在十矿和十三矿的动力灾害事故更是造成了巨大的人员和经济损失,也为安全生产敲响了警钟。
十二矿近年来也发生了多次冲击地压及瓦斯突出动力现象,对安全生产造成了严重威胁,如:2005年6月29天安公司十二矿己三水平回风下山发生一次冲击型动力现象,抛出煤岩量81t,涌出瓦斯1605m3,吨煤平均涌出瓦斯19.8m3;2006年3月19日十二矿己15-31010机巷(巷道埋深为890m~1100m左右)发生一次冲击型动力现象,抛出煤量约44t,涌出瓦斯约1280m3,吨煤平均涌出瓦斯约29.1m3。
河南理工大学本科毕业设计平煤八矿己15-13310掘进工作面煤与瓦斯突出防治摘要:八矿自84年10月13日发生第一次煤与瓦斯突出以来,累计突出34次,突出煤量3208吨,瓦斯量247700m3,最大一次发生在2000年10月15日戊二皮下,突出煤量562吨,瓦斯量30103m3,抛煤距离65m,并发生瓦斯逆流现象。
89年被鉴定为煤与瓦斯突出矿井,97年经重庆煤科院鉴定为严重煤与瓦斯突出矿井。
本文通过对平煤八矿的实际考察,收集己15-13310掘进工作面瓦斯含量、瓦斯压力、通风旬报及瓦斯日报等方面基本资料,收集现采用煤与瓦斯突出防治措施及工艺、预测指标值和效果检验值,并现场考察工作面情况。
并根据自己所学的理论知识为该矿己15-13310工作面的煤与瓦斯进行突出预测。
通过煤与瓦斯突出预测,为该矿的瓦斯防治工作提供技术支持,对该矿的瓦斯防治工作具有一定的知道意义。
关键词:煤与瓦斯突出平煤八矿四位一体突出危险性预测防治措施目录1引言 (1)2矿井概况 (3)2.1位置与交通 (3)2.2地形地貌 (4)2.3矿井基本情况 (4)2.4矿井通风系统 (6)2.5开拓开采 (7)2.6地质构造 (7)2.7瓦斯等级鉴定 (8)2.8己15-13310掘进工作面概况 (9)3工作面防突措施与方法 (12)3.1防突方法 (12)3.1.1单项指标法 (12)3.1.1.1煤的破坏类型 (12)3.1.1.2瓦斯放散初速度 (12)3.1.1.3煤的坚固性系数 (12)3.1.1.4煤层瓦斯压力 (13)3.2.2综合指标法 (13)3.2―四位一体‖综合防治煤与瓦斯突出 (15)3.2.1突出危险性预测 (15)3.2.2防治突出技术措施 (18)3.3.1严重突出危险工作面: (22)3.3.2突出危险工作面: (23)3.3.3一般突出危险工作面: (23)3.4防突措施及措施选定: (24)3.5突出防治措施 (24)3.5.1水力割缝技术 (24)3.5.2浅孔释放措施 (24)3.6 安全防护措施 (29)4突出预测指标值分析 (30)4.1掘进工作面测突出预测指标值的方法 (30)4.1.2钻孔瓦斯涌出初速度法 (30)4.1.2 R值指标法 (31)4.1.3钻屑指标法 (32)4.2掘进工作面日常突出危险预测指标值 (32)5结论与建议 (35)致谢 (36)参考文献 (37)1 引言我国是世界煤炭生产大国,2002年全国煤炭总产量近14亿吨,2003年增至16亿吨,2004年达18.6亿居世界首位[1]。
穿层钻孔水力冲孔技术及实践
张向阳;李辉;张红涛;郭孟志
【期刊名称】《中州煤炭》
【年(卷),期】2014(000)007
【摘要】为了消除煤巷掘进过程中存在的突出危险性,白坪煤业公司在底板岩巷对穿层钻孔水力冲孔消突工艺进行了研究,采用优化水力冲孔布孔方式、完善冲孔工艺、改进封孔方式等措施,以提高消突效果.研究结果表明:泄煤率达到了31‰、煤层透气性系数由0.004 2 m2/(MPa2·d)提高到0.032 8 m2/(MPa2·d)、预抽率高达41%,残余瓦斯含量由7.43 m3/t降至4.38 m3/t,保障了被掩护煤巷的安全、高效掘进.
【总页数】3页(P59-61)
【作者】张向阳;李辉;张红涛;郭孟志
【作者单位】郑煤集团白坪煤业公司,河南登封452470;郑煤集团白坪煤业公司,河南登封452470;郑煤集团白坪煤业公司,河南登封452470;郑煤集团白坪煤业公司,河南登封452470
【正文语种】中文
【中图分类】TD713.34
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3.穿层钻孔水力冲孔技术在车集煤矿的应用及效果分析
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浅孔抽放技术在十二矿的应用【摘要】十二矿于2004年8月开始在己15-17-16062综采工作面,己15-17180机巷及己七三期总回采用浅孔抽放技术,浅孔抽放技术在十二矿应用非常成功,为十二矿治理瓦斯创出了一条新路,既解决了高突头面的防突问题又解决了瓦斯超限问题,经济和安全效益十分显著。
【关键词】浅孔抽放;应用;治理瓦斯十二矿于2004年8月开始在己15-17-16062综采工作面,己15-17180机巷及己七三期总回采用浅孔抽放技术,其应用情况如下:己15-17-16062综采工作面每日施工钻孔56个,8~9月份共施工钻孔3416个,61个循环,每日抽放时间3.5~5小时。
日均抽放负压、浓度、压差、单孔平均浓度、混合抽放量、抽放纯量见下表:8~9月统计,己15-17-16062综采工作面浅孔抽放共计抽放瓦斯9.8万m3。
由上表可以看出浅孔抽放的效果十分显著。
抽放前综采工作面回风流瓦斯浓度0.6~0.9%,每日仅能割煤2~3刀,采面经常出现煤炮、喷孔、夹钻等动力现象。
最大瓦斯涌出量7.1m3/min,最小瓦斯涌出量 4.74 m3/min,平均瓦斯涌出量5.9m3/min。
实施浅孔抽放后,采面消除了瓦斯动力现象,工作面回风流浓度降至0.3~0.6%,最大瓦斯涌出量4.74m3/min,最小瓦斯涌出量2.37m3/min,平均瓦斯涌出量3.55m3/min,每日割煤6~8刀,抽放前后平均瓦斯涌出量降低32%。
己15-17180机巷从2004年7月开始实施浅孔抽放,当迎头煤厚1.0米以下时,钻孔数为7个,当迎头煤厚2.0米以下时,钻孔数为14个,当煤厚2.0米以上时,钻孔数为21个。
7~10月份共计施工钻孔3360个,220个循环,采用浅孔封孔器封孔。
日均抽放负压、浓度、压差、单孔浓度、混合量、纯量见下表:经统计,7~10月17180机巷共抽放瓦斯3.5万m3,进行浅孔抽放前,掘进工作面处于半停产状态,打钻时喷孔、夹钻、顶钻严重,工作面回风流中瓦斯经常处于临界状态,月进尺39m,最大瓦斯涌出量3.77m3/min,最小瓦斯涌出量2.36m3/min,平均瓦斯涌出量3.06m3/min。
水力压冲一体化增透抽采瓦斯技术王宝贵1,2(1. 山西焦煤西山煤电集团公司 杜儿坪矿,山西 太原 030053;2. 太原理工大学 继续教育学院,山西 太原 030024)摘要:现有的水力压裂、水力冲孔、水力掏槽、水力割缝等煤矿井下水力增透技术工艺复杂、适应条件单一、劳动强度大,而钻冲一体化、钻扩一体化、水力冲/压一体化等技术对硬煤增透效果不理想,且存在工序繁琐、不能连续作业等问题。
针对上述问题,提出了一种水力压冲一体化增透抽采瓦斯技术,在钻进过程中利用高压水射流定点(定向、分段)对煤层实施水力增透作业,可实现集打钻、对软煤水力冲孔及对硬煤水力喷射压裂的一体化作业。
揭示了水力压冲一体化增透原理,即通过水力冲孔将软煤层的部分煤体冲出,实现软煤层出煤卸压增透,对硬煤层进行定点水力喷射压裂,实现硬煤层造缝增透;研制了水力压冲一体化钻具,满足高泵压、大排量的要求,具备较强的破岩和排屑能力,其工序简单、可操控性强;给出了高压水射流冲孔和水力喷射压裂时的钻具操控方法,探讨了钻进时冲压工艺和退钻时冲压工艺。
在某矿16101底抽巷使用水力压冲一体化钻具进行了现场工程试验,结果表明:在软煤段进行水力冲孔作业,比传统水力冲孔缩短时间60%~80%,而单孔出煤量增加了约2倍,单孔平均百米瓦斯抽采纯量提高了1倍;在硬煤段进行水力喷射压裂作业,单孔平均百米瓦斯抽采纯量比传统水力冲孔提高了2倍。
关键词:瓦斯抽采;煤层增透;水力压冲一体化;水力冲孔;水力喷射压裂中图分类号:TD712 文献标志码:AHydraulic fracturing and punching integration enhanced permeability gas extraction technologyWANG Baogui 1,2(1. Duerping Mine, Shanxi Coking Coal Xishan Coal and Electricity Group Company, Taiyuan 030053, China ;2. School of Continuing Education, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China)Abstract : The existing hydraulic fracturing, hydraulic punching, hydraulic slotting, hydraulic cutting and other underground hydraulic permeability enhancement technologies in coal mines have complex processes, single adaptability conditions, and high labor intensity. However, drilling and punching integration, drilling and expansion integration, hydraulic punching/fracturing integration and other technologies are not ideal for enhancing the permeability of hard coal. There are problems such as cumbersome processes and inability to operate continuously. In order to solve the above problems, a hydraulic fracturing and punching integration enhanced permeability gas extraction technology is proposed. During the drilling process, high-pressure water jet is used to perform hydraulic enhanced permeability operations on coal seams at fixed points (directional, segmented). It can achieve integrated drilling, hydraulic punching of soft coal, and hydraulic injection fracturing of hard coal. The study reveals the principle of hydraulic fracturing and punching integration permeability enhancement. The hydraulic punching is used to flush out part of the coal body in soft coal seams, achieving pressure relief and permeability enhancement of soft coal seams. The fixed-point hydraulic jet fracturing is performed on hard coal收稿日期:2023-05-06;修回日期:2024-01-20;责任编辑:盛男。
穿层水力冲孔技术的应用及分析【摘要】:水力冲孔过程就是煤体破坏剥落,应力状态改变,瓦斯大量释放的过程。
水力冲孔的实质就是:首先利用高压水射流破碎煤体在一定时间内冲出大量煤体,形成较大直径的孔洞,从而破坏煤体原应力平衡状态,孔洞周围煤体向孔洞方向发生大幅度位移,促使应力状态重新分布,集中应力带前移,有效应力降低;【关键词】:穿层水力冲孔技术的应用及分析一、贺驼煤矿矿井概况安阳永安贺驼煤矿矿井相对瓦斯涌出量为33.76m3/t,绝对瓦斯涌出量为28.13m3/min,为煤与瓦斯突出矿井;开拓方式为立井开拓,分为11、21两个采区,其中11采区为生产采区,生产水平为-300m;抽采系统已建有地面瓦斯抽放泵站,泵站内安设2台2BE3-400型水环式真空泵,抽放泵最大抽气量为85 m3/min,井下建有移动瓦斯抽放泵站,泵站内安设2台ZWY-40/75-G型水环式真空泵,瓦斯抽放泵最大抽气量为40m3/min,主要担负采空区抽放,主抽放管路使用φ377mm的无缝钢管和φ350mm聚乙烯螺旋波纹钢管,采掘工作面上、下巷的抽放管路均使用φ300mm的抗静电聚乙烯管或无缝钢管,单孔使用φ50mm的软管与工作面主管路连接,在管路低洼处安设有自动放水器或人工放水器。
二、穿层钻孔工作面概况11121底板抽放巷为11采区11121工作面预抽煤层瓦斯巷道,瓦斯压力0.9-1.14Mpa,瓦斯放散初速度△p=8-10,煤层透气性系数0.6284-0.6831m2/MPa2.d,坚固性系数0.35-0.45,孔隙率4.55m3/t,钻孔衰减系数0.0971d-1,瓦斯相对涌出量为33.76m3/t。
该地区煤层透气性差,钻孔衰减快。
为增加煤层透气性,提高钻孔浓度及抽采量,在11121底板抽放巷7号钻场进行水力冲孔实验。
三、水力冲孔防突机理分析水力冲孔过程就是煤体破坏剥落,应力状态改变,瓦斯大量释放的过程。
水力冲孔的实质就是:首先利用高压水射流破碎煤体在一定时间内冲出大量煤体,形成较大直径的孔洞,从而破坏煤体原应力平衡状态,孔洞周围煤体向孔洞方向发生大幅度位移,促使应力状态重新分布,集中应力带前移,有效应力降低;其次煤层中新裂缝的产生和应力水平的降低打破了瓦斯吸附与解吸的动态平衡,使部分吸附瓦斯转化成游离瓦斯,而游离瓦斯则通过裂隙运移得以排放,大幅度地释放了煤体及围岩中的弹性潜能和瓦斯膨胀能,煤层瓦斯透气性显著提高;最后,高压水润湿了煤体,煤体的塑性增加,脆性减小,可降低煤体中残存瓦斯的解吸速度。
平煤集团十二矿三水平冲击矿压原因分析及防治对策李永杰1,2,陈喜恩3,王唐龙3,魏思祥3,刘庆军3(1.中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083;2.平顶山煤业(集团)有限责任公司生产管理处,河南平顶山467000;3.平顶山煤业(集团)有限责任公司十二矿,河南平顶山467000)摘要:通过对平煤集团十二矿三水平垂深超过1000m后发生的冲击矿压动力现象进行分析,提出了针对性的防治冲击地压措施,对今后安全生产及防治这种灾害提供经验和参考。
关键词:冲击矿压;突出;措施中图分类号:TD324+.2文献标识码:B文章编号:1003-496X(2007)04-0033-03冲击矿压是矿井巷道和采场周围煤岩体由于变形能的释放而产生以突然、急剧、猛烈破坏为特征的特殊的矿山压力现象,是煤矿重大灾害之一。
我国的冲击矿压及矿震灾害十分严重,近年来,随开采深度增加,此类灾害有加重的趋势。
在高突矿井冲击矿压现象所引发的灾害后果更为严重,已成为制约煤矿安全生产新的灾害,平煤集团公司十二矿即是如此,在延深至三水平时,发生多次冲击矿压现象。
1发生冲击矿压地点概况平煤集团十二矿始建于1958年,初设计生产能力30万t/a,1989年扩建后,生产能力为90万t/a。
同年,鉴定为突出矿井。
该矿经过生产技术改造, 2005年产量达到143万t。
目前有己六和己七2个生产采区,单一开采己组煤层,随着产量的提高,生产采区已下延至三水平,采深已从-150m延深到目前的-800m,埋深达1100m。
发生冲击矿压的地点为三水平,位于己七采区下部,北至李口向斜轴部附近,平均标高在-600m以下,仍开采己组单一煤层,布置轨道、胶带、回风三条下山巷道,三水平工程平面图如图1。
三水平回风下山在施工到对应标高-730m、垂深1100m位置时,发生一次冲击矿压引起的岩石和煤与瓦斯动力现象,三水平胶带下山在施工到距地表1035m位置时,开始较频繁的发生岩爆现象,2006年3月19日4点班己15-17310机巷发生冲击矿压引起的煤与瓦斯动力现象。
平煤十二矿己15-17200底抽巷水力冲孔技术实践摘要:介绍了底板岩巷穿层钻孔和水力冲孔消突技术的施工工艺、分析研究了水力冲孔消突技术的效果,采用水力冲孔区域消突措施,可有效的消除突出应力,大幅度的增加煤层的透气性,提高煤层的瓦斯抽放效果,保障了工作面的安全高效回采。
关键词:水力冲孔消突抽放效果
平煤股份十二矿为严重的煤与瓦斯突出矿井,目前主采己15煤层,煤层瓦斯含量大,透气性低。
深孔预裂爆破、边采边抽、高抽巷抽采、底板钻孔抽采等瓦斯治理技术是十二矿的主要区域瓦斯治理措施。
但由于煤层透气性低,抽放浓度低、持续时间短、有效钻孔率低,使煤层瓦斯区域预抽效果不理想。
水力冲孔是一种有效的煤层增透技术,它是使用高压水冲击煤体诱导可控的突出并冲出大量煤体,从而有效地消除突出应力、释放大量瓦斯,大幅度提高煤层透气性[1]。
1.水力冲孔的机理
水力冲孔是利用喷孔作用,人为控制喷孔强度的一种突出潜能可控的方法,其主要的核心技术在于钻孔的位置和影响范围[2]。
水力冲孔的作用主要体现在以下三方面:利用高压水的冲击能力,冲出大量煤体,形成一大直径的孔洞,与此同时,孔道周围煤体向孔道方向发生大幅度的移动,造成煤体的膨胀变形和顶底板间的相向位移,引起在孔道影响范围内地应力降低、煤层得到充分卸压和排放,大幅度
的释放了煤层和围岩中的弹性潜能和瓦斯的膨胀能,提高了抽放效果,湿润煤体,使煤体减少脆性,增加了煤体塑性,降低煤体弹性势能。
另外,湿润煤体后,可降低煤体中瓦斯的解吸速度,减小瓦斯膨胀能[3] [4]。
2.工作面概况
己15-17200采面位于十二矿己七采区下部,走向长920m,切眼斜长225m,煤厚3~3.5m,煤层倾角10~40°。
标高-505m~-595m,垂深675m~785m。
己15—17200L1灰底板抽采巷走向长度1037.2m,垂深723~755m,该巷道为矩形断面,采用“锚网索﹢M钢带”联合支护,规格:净宽×净高=4.6×3.2m。
己15-17200回风巷施工本煤层钻孔70米、己15-17200进风巷施工本煤层钻孔120米,中间还剩余36米空白带没有治理。
在己15-17200采面投产前,为保证有足够的抽采时间和瓦斯治理不留有空白带,从己15-17200L1灰底板抽采巷向己15-17200采面空白带施工穿层抽放钻孔。
2012年2月在十二矿己15—17200L1灰底板抽采巷进行了水力冲孔增透消突实验,结果表明:水力冲孔过后有效提高了煤层的透气性,提高了钻孔瓦斯抽采浓度和抽放量,达到了区域消突的目的。
3.水力冲孔工艺
3.1钻孔布置
水力冲孔范围:己15-17200采面切眼向外50m-300m范围。
钻孔设计25组,每组2个钻孔,组间距10m。
1号孔,水平角-35°,倾角0°;2号孔,水平角68°,倾角0°,孔深均以见己15煤层顶板0.5m 为准。
每个钻孔冲出3吨煤量,判定冲孔成功。
3.2冲孔工艺
1)冲孔设备:
采用BRW400/31.5型煤矿用乳化液泵,工作压力31.5MPa,流量400L/min,连接管路使用耐压强度不低于35MPa的高压胶管。
2)工艺
施工钻孔→退孔→顺专用钻杆→确定钻机处进液阀关闭→开泵供水→从己15煤底板处开始以前进方式水力冲孔→关闭进液阀→拉顺钻杆→检查确定孔内专用钻杆没有堵孔→接卸专用钻杆→重复以上工序直至专用钻杆至己15煤顶板处为止→水力冲孔以冲出煤粉3t 标志水力冲孔成功→通知泵站司机停泵→停钻→关闭进液阀→待液压表压力为0Mpa→检查确定无误后方可退孔。
3)封孔与合茬:水力冲孔结束后,立即使用水泥砂浆封孔,封孔长度为8 m,钻孔用钢丝软管与直径75mm的永久抽采管路相连接抽采。
4.效果分析
①冲出煤分析
水力冲孔形成煤层孔洞的大小直接影响到煤层透气性的增加程度,孔洞越大卸压效果越好,透气性增幅越大[5]。
己15-17200底抽巷从2012年2月4日截至2012年2月22日,共冲孔49个,冲出煤量171.5t,平均冲出煤量3.5t,密度为1.31t/m3,煤孔长3m,孔径为75mm,按此计算,相当于通过水力冲孔把孔径由75mm扩至1068mm,扩孔倍数为14.23倍。
②钻孔抽采浓度分析
水力冲孔后,钻孔内瓦斯释放空间越大,在煤层中的控制范围就越大,而钻孔内涌出的瓦斯就会越大。
由图5可知,冲孔前瓦斯抽采浓度分数为0.5%~100%,平均26.6%,冲孔后的体积分数为20%~100%,平均84.4%;瓦斯浓度增加最多的是12-2号孔,由冲孔前的0.5%增至冲孔后的20%,增加了40倍。
平均抽采体积分数由冲孔前的26.6%增至冲孔后的84.4%,增加了3.17倍。
由图可知,冲孔前周边钻孔瓦斯抽采体积分数为0%~54%,平均17.0%,冲孔后的浓度为2%~97%,平均36.6%,增加了2.15倍。
③冲孔期间瓦斯抽放效果分析
从2012年2月4日至2012年2月22日,己15-17200底抽巷一直在进行水力冲孔,从图4可知,随着水力冲孔的进行,抽放量在增大,到2月26日以后出现下降,之后趋于平稳,这是因为随着水力冲孔的进行,煤层得到卸压,裂隙贯通,使煤层的透气性增大,促进瓦斯解吸,当煤层中的游离瓦斯大量释放以后,煤中的吸附瓦斯由于受温度和压力等的影响,不像游离瓦斯那样容易释放,故而出现了之后的平稳。
④残余瓦斯含量、残余瓦斯压力变化
水力冲孔前各项指标显示己15煤为严重突出煤层,而采取水力冲孔措施后,各项指标均降到临界值之下,这是由于水力冲孔冲出了大量的煤和瓦斯,水力冲孔控制范围内的煤体应力降低,周围煤体充分卸压,大幅度的提高了煤体强度。
煤层瓦斯含量和压力急剧下降,煤层残存瓦斯压力由原来的1.55MPa降为0.68MPa,残存瓦斯含量由原来的10.45m3/t降为5.45m3/t,有效地预防和消除了工作面的煤与瓦斯突出危险的可能性。
5.结论
(1)水力冲孔措施工艺简单,施工安全,技术可行,且湿润了煤壁,降低了掘进过程中工作面粉尘浓度,改善了工作环境。
(2)采用水力冲孔措施,煤体的应力梯度下降,在释放应力的同时引起煤层透气性大幅度增加,瓦斯得到释放,瓦斯压力梯度大幅度下降,消除了激发突出的应力和瓦斯条件,且增大了煤体抑制突出的阻力,起到了很好的综合防突作用。
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