高壓水（shuǐ）射流擴孔技術在丁集煤礦的瓦斯抽放效果分析
時間（jiān）：2013-07-30 12:19:47作者：LeeZhou來源：德高潔清潔設備
之前草莓色版APP下载進行了（le）《丁集煤礦（kuàng）高壓（yā）水射（shè）流擴孔試驗》，其高壓水射流擴孔施工工藝為，首先在鑽（zuàn）場施工（gōng）Φ75 mm或Φ89 mm的小孔徑普通鑽孔，穿透全煤層後撤鑽，將高壓水射流裝置（zhì）送入鑽孔煤層位置進行高壓水（shuǐ）射流擴孔切割，高壓（yā）水會在高速旋轉（zhuǎn）中將媒體逐層切割下來，煤屑通過排渣噴嘴從鑽孔內排出，幾乎沒有煤屑排出時即可停止擴孔。以下草莓色版APP下载主（zhǔ）要介紹高壓水射流擴孔技（jì）術在丁集煤礦的瓦斯抽放效果。
一（yī）、瓦斯含量壓力及透氣性係數測（cè）定
各鑽（zuàn）孔在施工時進入煤層後草莓色版APP下载取煤樣通過現場解吸、回歸計（jì）算、實驗室解吸測得其解吸（xī）量、損失量、殘存量，從而得到煤（méi）樣的原始瓦（wǎ）斯含量。測定結果見下（xià）表。
從上表可以看出，在考察研究之前測定的實驗區各鑽孔內11－2煤（méi）層瓦（wǎ）斯含（hán）量基本相等。表明實驗區11－2煤層瓦斯含量分布均勻（yún）。
3#、4#鑽孔擴孔後將4個（gè）鑽孔均並列插入20m長（zhǎng）和2m長2根Φ159mm鍍鋅鐵管，分別作為測（cè）壓管和注漿管，用快幹水泥、木楔將2根鍍鋅管密實固定在鑽孔孔口位置，通過注漿管向鑽孔內注水泥漿，直（zhí）到水（shuǐ）泥漿從測壓管管口流出後，即停止注漿（jiāng）。等48小時水泥硬（yìng）化後，在測壓管外口處接入壓力表（biǎo），進（jìn）行被動測壓。經過21天的測壓周期，草莓色版APP下载發現各鑽孔瓦斯壓（yā）力穩定（dìng）不（bú）再上升，最終測得1#、2#鑽孔瓦（wǎ）斯壓力為0.9 MPa，3#鑽孔瓦斯壓力為0.8 MPa，4#鑽孔瓦斯壓力為0.85 MPa。據此可以判斷，試驗區域11－2煤層瓦斯壓力分布基（jī）本均勻。
壓力穩定後將壓力表拆下，利用ZLD－2多級流量計（jì）連續9天測定各鑽孔瓦斯流量（liàng），並計算得到各鑽孔處（chù）煤層的透氣性係數，1#、2#、3#、4#鑽孔所測得（dé）結果分別為0.301、0.397、2.055、1.961 m²/(MPa²•d)。
高壓水射流擴孔前11－2煤層平均透氣性係數為0.349 m²/(MPa²•d)；擴孔後11－2煤層平均透氣性係數為2.008 m²/(MPa²•d)。擴孔後（hòu）是擴孔前的（de）5.75倍。這表明高壓水射流擴（kuò）孔可有效（xiào）提高煤層透氣性。
二、抽放效果檢測
流量測定（dìng）結束後，1#、2# 鑽孔為（wéi）第一組，3#、4# 鑽孔為第二（èr）組分別通過高壓膠管接入抽放管路進行抽放。
在2組抽放鑽孔接入抽（chōu）放管路的位置各留測量（liàng）孔（kǒng）接入溫度傳感器、流量傳感器、負壓傳感器、甲烷濃度（dù）傳感（gǎn）器連續15天監測抽（chōu）放參數（shù），由監測結（jié）果可以看到，第二組鑽孔抽放瓦斯（sī）濃度較第（dì）一組稍高，平均流量第二組是第一組的3.5倍，15天累（lèi）計抽放標態下（xià）第二組瓦斯濃度（dù）是第（dì）一（yī）組鑽孔的4.1倍。
三、殘餘瓦斯壓力測定及殘餘瓦斯（sī）含量（liàng）計算
抽（chōu）放15天後，將抽（chōu）放高壓膠管拆下，重新在4個（gè）鑽孔的測壓管外口安裝壓力表，測定抽放（fàng）15天後的殘餘瓦斯壓（yā）力。
經過15天抽放後，1#、2#鑽孔殘餘瓦斯（sī）壓力均為0.8 MPa，較抽放前均下降（jiàng）了0.1 MPa；3# 鑽孔殘餘（yú）瓦斯壓力0.5 MPa，4 #鑽孔殘（cán）餘（yú）瓦斯壓力0.55 MPa，較抽放前均下（xià）降了0.3 MPa，且均低於了0.74 MPa。顯然，抽放鑽孔經高壓水射流擴孔後抽放效果明顯提高（gāo）。
根據11－2煤層吸附曲線，由各鑽孔瓦斯壓力值（zhí）計算煤層瓦斯含量，1#、2#鑽孔處煤樣殘餘瓦斯含量為8.92 m³/t，依然大於8 m³/t。3#鑽孔處（chù）煤樣殘餘瓦斯含量為6.83 m³/t，4#鑽（zuàn）孔煤樣殘餘瓦斯含量為7.24 m³/t，均低於8 m³/t。
據（jù）以上分析，草莓色版APP下载可以看出在（zài）同樣的基礎條件下，經高壓（yā）水射流擴孔的鑽孔在（zài）抽放（fàng）15天後，使其影響範（fàn）圍內的瓦斯壓力、瓦斯含量均降低到（dào）突出指標以下。這說明高壓水射流對於提高鑽孔的瓦斯抽（chōu）放效率、增加煤層（céng）的透氣性、降低瓦斯壓力和含量具有非常好的效果。
一（yī）、瓦斯含量壓力及透氣性係數測（cè）定
各鑽（zuàn）孔在施工時進入煤層後草莓色版APP下载取煤樣通過現場解吸、回歸計（jì）算、實驗室解吸測得其解吸（xī）量、損失量、殘存量，從而得到煤（méi）樣的原始瓦（wǎ）斯含量。測定結果見下（xià）表。
|
各鑽孔煤樣瓦斯含量測定結果 |
|||||||
|
鑽孔號 |
煤樣（yàng）質量/g |
解吸量/m³•(t•r)－1 |
損失量/m³•(t•r)－1 |
殘存量/m³•(t•r)－1 |
瓦斯含量（liàng） |
||
|
原（yuán）煤 |
可燃質 |
/m³•(t•r)－1 |
/m³•t－1 |
||||
|
1# |
198.00 |
165.14 |
3.04 |
1.28 |
6.81 |
11.12 |
9.28 |
|
2# |
188.00 |
156.26 |
2.68 |
1.56 |
7.24 |
11.48 |
9.54 |
|
3# |
192.00 |
160.23 |
3.00 |
1.21 |
7.06 |
11.67 |
9.41 |
|
4# |
190.00 |
159.76 |
2.98 |
0.99 |
7.01 |
10.98 |
9.23 |
從上表可以看出，在考察研究之前測定的實驗區各鑽孔內11－2煤（méi）層瓦（wǎ）斯含（hán）量基本相等。表明實驗區11－2煤層瓦斯含量分布均勻（yún）。
3#、4#鑽孔擴孔後將4個（gè）鑽孔均並列插入20m長（zhǎng）和2m長2根Φ159mm鍍鋅鐵管，分別作為測（cè）壓管和注漿管，用快幹水泥、木楔將2根鍍鋅管密實固定在鑽孔孔口位置，通過注漿管向鑽孔內注水泥漿，直（zhí）到水（shuǐ）泥漿從測壓管管口流出後，即停止注漿（jiāng）。等48小時水泥硬（yìng）化後，在測壓管外口處接入壓力表（biǎo），進（jìn）行被動測壓。經過21天的測壓周期，草莓色版APP下载發現各鑽孔瓦斯壓（yā）力穩定（dìng）不（bú）再上升，最終測得1#、2#鑽孔瓦（wǎ）斯壓力為0.9 MPa，3#鑽孔瓦斯壓力為0.8 MPa，4#鑽孔瓦斯壓力為0.85 MPa。據此可以判斷，試驗區域11－2煤層瓦斯壓力分布基（jī）本均勻。
壓力穩定後將壓力表拆下，利用ZLD－2多級流量計（jì）連續9天測定各鑽孔瓦斯流量（liàng），並計算得到各鑽孔處（chù）煤層的透氣性係數，1#、2#、3#、4#鑽孔所測得（dé）結果分別為0.301、0.397、2.055、1.961 m²/(MPa²•d)。
高壓水射流擴孔前11－2煤層平均透氣性係數為0.349 m²/(MPa²•d)；擴孔後11－2煤層平均透氣性係數為2.008 m²/(MPa²•d)。擴孔後（hòu）是擴孔前的（de）5.75倍。這表明高壓水射流擴（kuò）孔可有效（xiào）提高煤層透氣性。
二、抽放效果檢測
流量測定（dìng）結束後，1#、2# 鑽孔為（wéi）第一組，3#、4# 鑽孔為第二（èr）組分別通過高壓膠管接入抽放管路進行抽放。
在2組抽放鑽孔接入抽（chōu）放管路的位置各留測量（liàng）孔（kǒng）接入溫度傳感器、流量傳感器、負壓傳感器、甲烷濃度（dù）傳感（gǎn）器連續15天監測抽（chōu）放參數（shù），由監測結（jié）果可以看到，第二組鑽孔抽放瓦斯（sī）濃度較第（dì）一組稍高，平均流量第二組是第一組的3.5倍，15天累（lèi）計抽放標態下（xià）第二組瓦斯濃度（dù）是第（dì）一（yī）組鑽孔的4.1倍。
三、殘餘瓦斯壓力測定及殘餘瓦斯（sī）含量（liàng）計算
抽（chōu）放15天後，將抽（chōu）放高壓膠管拆下，重新在4個（gè）鑽孔的測壓管外口安裝壓力表，測定抽放（fàng）15天後的殘餘瓦斯壓（yā）力。
經過15天抽放後，1#、2#鑽孔殘餘瓦斯（sī）壓力均為0.8 MPa，較抽放前均下降（jiàng）了0.1 MPa；3# 鑽孔殘餘（yú）瓦斯壓力0.5 MPa，4 #鑽孔殘（cán）餘（yú）瓦斯壓力0.55 MPa，較抽放前均下（xià）降了0.3 MPa，且均低於了0.74 MPa。顯然，抽放鑽孔經高壓水射流擴孔後抽放效果明顯提高（gāo）。
根據11－2煤層吸附曲線，由各鑽孔瓦斯壓力值（zhí）計算煤層瓦斯含量，1#、2#鑽孔處煤樣殘餘瓦斯含量為8.92 m³/t，依然大於8 m³/t。3#鑽孔處（chù）煤樣殘餘瓦斯含量為6.83 m³/t，4#鑽（zuàn）孔煤樣殘餘瓦斯含量為7.24 m³/t，均低於8 m³/t。
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