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[摘要]针对平岗煤矿 1202综采面煤层透气性低、瓦斯含量大、瓦斯压力大、落煤时生尘量大、本层钻孔抽采效果不佳的情况,可通过采用本煤层高压注水的方法,将煤体压裂,增加煤层透气性,从而使本层瓦斯抽放效果有了显著提高,有效的解决了煤层透气性差,抽采本煤层瓦斯效果不好的问题。
[关键词] 本层钻孔 高压注水 封孔方法 效果
中图分类号:TD823 文献标识码:B 文章编号:
一、问题的提出
1202综采面是下延采区右二面,走向长度1200米,倾斜长度200米,煤层平均厚度1.9米,工业储量48.37万吨,可采储量为45.95万吨。瓦斯绝对涌出量93 m3/min—128m3/min 。针对1202综采面煤层透气性低,煤层瓦斯含量高的特点,我矿采用了高抽巷、仰角钻场、本层钻孔、尾排巷系统等瓦斯治理综合手段联合治理瓦斯。但1202综采面瓦斯主要来自本层,由于煤层透气性低,抽放效果不好,本煤层的残余瓦斯含量较大,回采时受瓦斯制约。 1202综采工作面配风已达1600m3/min.,但生产时回风瓦斯浓度仍较高。
二、本层高压注水
针对这一问题,在借鉴外局成功经验基础上,我矿对1202综采面采取本层钻孔进行高压注水,相邻钻孔负压预抽的治理方法。本层钻孔高压注水可压裂煤体、使煤体裂隙面积增加,增大煤体透气性,能更好的释放和预抽本层瓦斯,不仅减小回风流中的瓦斯浓度,还可以减少割煤时产生的煤尘。
三、本煤层注水施工方案:
1、注水钻孔布置参数:
1202工作面:上、下巷每隔4m在煤壁中央,沿煤层倾角方向,使用 3200履带式钻车打本层抽放钻孔(上巷长70m,共施工150个钻孔;下巷长150m,共施工150个钻孔;孔径?75,钻孔量:3.3万米),打透煤体。使用BZW300系列高压泵,进行了注水,相邻钻孔进行负压抽采。
2、注水施工方案:
上、下巷每隔2个本层钻孔用1.5寸注水管进行注水(孔间距为12m);注水泵型号: BZW300系列高压泵,注水压力56mpa,流量200m3/min,共使用四台。
3、封孔方法:
(1)抽放孔:采用¢50铁管3m长2根两根,距抽放管末端0.5米处捆绑聚氨酯三袋,距抽放孔外端以里0.5米处捆绑聚氨酯三袋,进行封孔。(见图B--B)
(2)注水孔:封孔长度不小于20米,注水铁管推进孔内用¢25直通联接下一根注水铁管,再推进下一根,直至最后一根注水铁管连同注浆高压管一起推进后(孔外留有规定长度),用聚氨酯封闭注水孔,封孔长度不小于0.5米。通过注浆泵把PD-111封孔剂送入孔内,当注水管流出水来,证明封孔剂充满封孔段。水与封孔剂配比为:1:2。(见图C--C)
四、本煤层高压注水效果:
在平岗煤矿1202综采面工作面机巷、风巷、对应的本层巷实施了注水压裂增透消突技术。压裂后考察发现:
(1)煤层透气性 由原来的0.06 m2/(MPa2·d)升至48 m2/(MPa2·d),提高了800多倍,钻孔平均瓦斯抽采浓度超过45%,单孔纯瓦斯流量平均0.1~0.37 m3/min,最大单孔瓦斯浓度90%,流量0.8m3/min,部分单孔瓦斯抽采总量到2.5万m3以上,工作面剩余段共抽采瓦斯254.06×104m3,整个工作面剩余瓦斯储量559.3×104m3,约占45.42%。
(2)在难抽采的230 m范围内测定的全部煤层残存瓦斯含量降到了8 m3/t以下,瓦斯压力都降到了0.74 MPa以下,消除了工作面前方煤体突出危险性。
(3)对1202工作面实施压裂的区段回采时发现,最高日产量达3 000 t,最大月产量6.5万t,比压裂前提高了50%。回采中统计90次校检指标,共有4个指标超标,超标率为4.4%,远小于压裂前13.4%~16%的校检超标率,效检超标幅度显著降低,大幅度降低了防突措施工程量,有效提高了回采生产效率。
(4)在压裂影响范围内对各工序粉尘含量监测发现,压裂后割煤、钻孔施工工序粉尘含量均有大幅度降低,最大降幅达58.18%,有效改善了工作面作业环境,降低了职业病害发生率。
(5)与开采保护层措施相比,进行煤与瓦斯突出防治,在同样条件下,井下水力压裂技术每吨煤约10元左右,而开采保护层每吨煤需120元左右,约为开采保护层防突措施成本的1/10。
[关键词] 本层钻孔 高压注水 封孔方法 效果
中图分类号:TD823 文献标识码:B 文章编号:
一、问题的提出
1202综采面是下延采区右二面,走向长度1200米,倾斜长度200米,煤层平均厚度1.9米,工业储量48.37万吨,可采储量为45.95万吨。瓦斯绝对涌出量93 m3/min—128m3/min 。针对1202综采面煤层透气性低,煤层瓦斯含量高的特点,我矿采用了高抽巷、仰角钻场、本层钻孔、尾排巷系统等瓦斯治理综合手段联合治理瓦斯。但1202综采面瓦斯主要来自本层,由于煤层透气性低,抽放效果不好,本煤层的残余瓦斯含量较大,回采时受瓦斯制约。 1202综采工作面配风已达1600m3/min.,但生产时回风瓦斯浓度仍较高。
二、本层高压注水
针对这一问题,在借鉴外局成功经验基础上,我矿对1202综采面采取本层钻孔进行高压注水,相邻钻孔负压预抽的治理方法。本层钻孔高压注水可压裂煤体、使煤体裂隙面积增加,增大煤体透气性,能更好的释放和预抽本层瓦斯,不仅减小回风流中的瓦斯浓度,还可以减少割煤时产生的煤尘。
三、本煤层注水施工方案:
1、注水钻孔布置参数:
1202工作面:上、下巷每隔4m在煤壁中央,沿煤层倾角方向,使用 3200履带式钻车打本层抽放钻孔(上巷长70m,共施工150个钻孔;下巷长150m,共施工150个钻孔;孔径?75,钻孔量:3.3万米),打透煤体。使用BZW300系列高压泵,进行了注水,相邻钻孔进行负压抽采。
2、注水施工方案:
上、下巷每隔2个本层钻孔用1.5寸注水管进行注水(孔间距为12m);注水泵型号: BZW300系列高压泵,注水压力56mpa,流量200m3/min,共使用四台。
3、封孔方法:
(1)抽放孔:采用¢50铁管3m长2根两根,距抽放管末端0.5米处捆绑聚氨酯三袋,距抽放孔外端以里0.5米处捆绑聚氨酯三袋,进行封孔。(见图B--B)
(2)注水孔:封孔长度不小于20米,注水铁管推进孔内用¢25直通联接下一根注水铁管,再推进下一根,直至最后一根注水铁管连同注浆高压管一起推进后(孔外留有规定长度),用聚氨酯封闭注水孔,封孔长度不小于0.5米。通过注浆泵把PD-111封孔剂送入孔内,当注水管流出水来,证明封孔剂充满封孔段。水与封孔剂配比为:1:2。(见图C--C)
四、本煤层高压注水效果:
在平岗煤矿1202综采面工作面机巷、风巷、对应的本层巷实施了注水压裂增透消突技术。压裂后考察发现:
(1)煤层透气性 由原来的0.06 m2/(MPa2·d)升至48 m2/(MPa2·d),提高了800多倍,钻孔平均瓦斯抽采浓度超过45%,单孔纯瓦斯流量平均0.1~0.37 m3/min,最大单孔瓦斯浓度90%,流量0.8m3/min,部分单孔瓦斯抽采总量到2.5万m3以上,工作面剩余段共抽采瓦斯254.06×104m3,整个工作面剩余瓦斯储量559.3×104m3,约占45.42%。
(2)在难抽采的230 m范围内测定的全部煤层残存瓦斯含量降到了8 m3/t以下,瓦斯压力都降到了0.74 MPa以下,消除了工作面前方煤体突出危险性。
(3)对1202工作面实施压裂的区段回采时发现,最高日产量达3 000 t,最大月产量6.5万t,比压裂前提高了50%。回采中统计90次校检指标,共有4个指标超标,超标率为4.4%,远小于压裂前13.4%~16%的校检超标率,效检超标幅度显著降低,大幅度降低了防突措施工程量,有效提高了回采生产效率。
(4)在压裂影响范围内对各工序粉尘含量监测发现,压裂后割煤、钻孔施工工序粉尘含量均有大幅度降低,最大降幅达58.18%,有效改善了工作面作业环境,降低了职业病害发生率。
(5)与开采保护层措施相比,进行煤与瓦斯突出防治,在同样条件下,井下水力压裂技术每吨煤约10元左右,而开采保护层每吨煤需120元左右,约为开采保护层防突措施成本的1/10。