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高位钻场钻孔瓦斯抽放技术的应用分析

作者:未知

  摘 要:针对高位钻场钻孔瓦斯抽放技术的应用情况,进行全面分析,并简要介绍了高位钻孔的特点,例如倾斜钻孔特点与水平钻孔的特点等等,提出高位钻场钻孔瓦斯抽放技术的具体应用,能够保证瓦斯抽放速率不断提升,希望能够为有关人员提供良好参考与借鉴。
  关键词:高位钻场;钻孔瓦斯抽放技术
  所谓高位钻孔,主要指的是通过在风巷向煤层顶板进行性钻孔,高位钻孔瓦斯抽放利用工作面的回采采动压力,形成一个较为稳定的离层裂隙,利用该裂隙用来抽放瓦斯。在抽采负压的影响之下,瓦斯抽采线路会被排放到回风巷之中。为了保证高位钻场钻孔瓦斯抽放技术得到更好运用,本文深入研究其应用要点。
  1 高位鉆孔特点分析
  结合高位钻孔的角度差异,有关人员经常将其分为两种,分别是倾斜钻孔与水平钻孔,针对采空区瓦斯抽放情况,想要进一步提升采空区瓦斯抽放水平,运用水平钻孔能够取得良好效果,主要是由于水平钻孔能够在顶板的裂隙发育区进行施工。倾斜钻孔与水平钻孔的特点如下:
  ①倾斜钻孔特点:在采掘工作面与巷道之中,结合具体的作业情况与煤层的厚度,合理确定钻孔长度,保证煤层顶板倾向合理,有效提升施工钻孔的稳定性;②水平钻孔的特点:在采掘工作面与巷道位置,通过在煤层顶板中间部位开出一定面积的钻场,在此钻场内部开展一系列施工作业,顺着煤层的具体走向,进行科学的施工钻孔。因为此钻孔需要水平布置,伴随工作面的不断推进,而且始终位于顶板裂隙部位,故其稳定性较好,应用效果比较显著。高位钻孔比较适合应用在治理采空区瓦斯抽取工作当中,利用钻孔进行抽放,能够有效降低采空区瓦斯浓度。
  2 高位钻场钻孔瓦斯抽放技术应用要点研究
  2.1 明确工作面采空区顶板活动特点
  在作业面开采的初始环节,由于工作面开采的逐渐推进,结合矿山采动岩层移动关键层的特点,能够判断出采场上部的覆盖岩层矿山压力对关键层产生的破坏较大。如果关键层发生较大面积的断裂,采空区中间部位的采动裂隙趋近压实状态,采空区周围存在联动效果较为显著的采动裂隙发育区域,由于工作面的逐渐推进,该采动裂隙发育区域缓慢移动,最终形成瓦斯库[1]。
  为了保证瓦斯库中的瓦斯得到更好抽取,作业人员需要将高位抽放钻孔打在采场裂隙区域之内,运用先进的钻孔工具,提升瓦斯的抽取效率。一般来讲,由于工作面的逐渐推进,其上部覆盖的顶板会受到采动较大影响,常见以下两种裂隙:
  ①离层裂隙:该裂隙沿着岩层的下沉而不断下沉,层和层之间会出现一定量的离层裂;②竖向裂隙:该裂隙呈现破断状态,由于岩层的逐渐下沉,破断形成相应的穿层裂隙,经常被作业人员成为竖三带与横三区。
  2.2 高位钻孔施工要点
  在工作面回风巷一端,作业人员结合工作面顶板岩层的移动情况,打开相应的钻场,此钻场是倾斜的巷道,在巷道当中,作业人员需要明确施工钻孔的具体位置,包括钻孔和工作面回风巷之间的距离与高度,可以结合有关公式计算得出具体数值[2]。钻孔要超过工作面长度,钻入采空区长度需要结合岩石冒落角度进行相关计算。
  此外,作业人员还要明确钻孔方向,结合煤层的倾斜角度,合理确定钻孔倾斜角度。由于钻孔长度不同,作业人员要选择合理的钻掘机械设备,通常需要超前工作面150m左右。实际的钻场钻孔数量,要结合瓦斯的涌出情况而定,并妥善解决钻孔施工中存在的问题,
  想要更好的保证瓦斯抽放钻孔抽放出浓度较高的瓦斯气体,作业人员要加强瓦斯抽放钻场和回采速度的配合,保证回采速度得到合理控制。待工作面推进到钻场9m位置时,紧接后部位置的瓦斯抽放钻场方可实施抽放作业,采用此种方式,能够保障瓦斯抽放钻场搭接更为合理,提升瓦斯的抽放效率。合理确定顶板跨落步距,包括综采工作面的推进速率等等,能够帮助作业人员更好的确定抽放钻场之间的距离,提高瓦斯抽放效率。
  2.3 注意事项
  ①针对作业现场的高位瓦斯抽放钻场当中的各个钻孔长度,进行准确的测量,保证前一个钻孔完全失效之后,紧邻钻孔方可进行相应的作业。加强钻孔之间的搭接,保证钻孔搭接水平得到有效提升,真正达到提高瓦斯抽放效率的目的。通常来讲,钻孔之间的压茬距离不宜超过30m,不宜小于20m,保证各个钻孔更为稳定,钻孔瓦斯抽放效果得到更好提升[3];②结合作业场地高位瓦斯抽放钻孔内部的瓦斯浓度实测情况,作业人员需要明确终孔的具体位置,终孔位置与回风巷之间的平行距离不宜超过45m,不宜小于15m,终孔与煤层顶板之间的距离要适中,进一步提高钻孔抽放水平;③作业人员还要测量顶板岩石裂隙带时间,加强现场测量工作,保证高位抽放钻场之间的距离不超过50m,在提高瓦斯抽放效率的同时,避免瓦斯出现泄露。
  3 结束语
  综上所述,通过对高位钻场钻孔瓦斯抽放技术应用要点进行合理分析,例如明确工作面采空区顶板活动特、做好钻孔搭接工作等等,能够保证高位钻场钻孔瓦斯抽放技术得到更好运用,帮助作业人员更好的掌握瓦斯抽放技术操作要点,提高了高位钻场钻孔瓦斯抽放水平与效率。
  参考文献:
  [1]李相庆.高位钻孔技术降低综采工作面上隅角瓦斯浓度[J].山西煤炭,2017,37(02):41-42.
  [2]张建文.采空区瓦斯抽放高位钻孔代替高抽巷的可行性研究[J].能源与节能,2017(04):13-15.
  [3]周春山,王俊峰,迟克勇,邬剑明,武旭峰.凤凰山矿15~#煤层U型通风工作面高位钻场钻孔瓦斯抽放技术研究[J].中国煤炭,2014,40(04):102-105.
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