煤矿高位钻孔瓦斯抽放技术分析
来源:用户上传
作者:
摘要：煤矿高位钻孔应用于瓦斯的抽放的效果非常好，可以有效解决煤矿瓦斯抽放问题。本文结合临近层和采空区煤矿瓦斯抽采条件和层位选择，分析煤矿高位钻孔瓦斯抽放的技术特点和参数设置，为行业提供一定的借鉴。
关键词：煤矿高位专科;瓦斯抽放;技术应用
1 煤矿高位钻孔瓦斯抽放技术原理
煤矿开采中，由于覆岩移动会产生垂直方向的裂缝和水平方向的离层[1]。结合煤矿开采的规律和经验证明，覆岩移动产生的裂缝和离层分布是煤矿瓦斯流动的主要通道和聚集的区域。煤矿高位钻孔瓦斯抽放的原理是同应用工作面的回采压力来产生离层裂缝，形成通道供瓦斯流动和聚集，其施工的地点在风巷向煤层顶板进行钻孔。随着煤矿开采面的推进，煤矿高位钻孔会抽离出高浓度的瓦斯，这说明了煤矿高位钻孔的工作价值，可以有效将煤壁裂缝中的瓦斯进行解吸。
2 煤矿高位钻孔瓦斯抽放技术的条件和层位
煤矿高位钻孔瓦斯抽放可以有效应用在煤矿需要注意分析采空区和临近层工作面[2]，注意解决瓦斯超限问题和回风流的处理，只有这样才能体现煤矿高位钻孔瓦斯抽放的价值。在层位选择时，要坚持合理性，判断煤矿高位钻孔是否合理主要是通过瓦斯抽放过程中效果是否好，而且瓦斯的来源比较广泛，一般钻孔的施工层应高于冒落层，如果低于应注重沟通采空区。理论上，煤矿高位钻孔前方界限应是在工作面的10m之前，而后方界限则保持在几十米之上，才可以有效抽取高浓度的瓦斯。
3 煤矿高位钻孔瓦斯抽放技术的参数设置
煤矿高位钻孔在抽采瓦斯时，需要有效处理回风流的问题，因此在设置参数时应注意一下几点：
1钻孔应根据冒落高度进行判断，一般冒落带是采高的4-8倍，在确定冒落高度时，在确认终孔距煤层顶板的高度，一般情况下，冒落为10-20m，则终孔应距煤层顶板为20m。根据钻孔方位角不同，要设置不同的倾斜角，具体角度设计根据实际工作面进行钻孔安排。为了提升钻孔抽采瓦斯的效果，应保持钻孔长度在80-100m之间;
2煤矿高位钻孔施工地点的选择非常重要，在施工之前，应先施工抽放斜巷，抽放斜巷要保持专用，只供瓦斯排放，钻孔开孔点，要根据工作面的实际情况进行选择，一般为8m以上，钻场的间距应为40m。通过合理设置钻场和施工地点，可以保证钻孔的抽采效果，保持瓦斯的高浓度，防止出现低浓度抽采现象;
3煤矿高位钻孔设计过程中要根据钻孔条件和层位进行施工，确定钻孔的数量。在煤矿高位钻孔层位进行确定时，钻孔开孔高度应高于0.5m，同时做好倾斜角设置，倾斜角应尽量降低，以提升钻孔的利用率。煤矿高位钻孔的钻场都应与煤层顶板之间应保持不低于5m的距离，同时要确保所有的钻场都应处于煤层顶板。其次要合理确定钻场的间距，钻场的距离要综合考虑煤矿开采的地址条件和钻机的性能，在地质条件较好的区域理论上应适当增加钻场的间距，但是在具体的操作过程中，应结合具体情况，适当预留相应的余地。最后，要根据实际情况确定钻孔数量。煤矿高位钻孔时应注重钻孔的数量，根据实际情况合理选择钻孔，在实际操作过程中，钻孔的平均抽放量一个保持在0.5-1.0m3/min，如果高于应适当增加钻孔数量，如果低于平均值，应适当减少钻孔数量。另外还需要注意瓦斯的浓度，如果瓦斯浓度比较高，涌出量比较大时，应多设置钻孔，降低瓦斯涌出量，防止涌出量过大，瓦斯抽采不及时。此外，还需要注意钻孔的倾斜角。钻孔的倾斜角应遵循实际工作的原则，理论上，钻孔的倾斜角越低越好，以提高抽放长度，但实际工作由于钻场施工压力等原因，倾斜角设置应根据实际情况进行安排，以避免瓦斯管理、钻场通风压力过大导致瓦斯抽采不及时的问题;
4综合防治技术。煤矿高位钻孔在立管设置时，可以在回风巷布置相应的立管，以更好的抽采采空区的瓦斯，根据实际情况可以采用双立管交替抽采的方式进行。同时在抽采时，需要根据覆岩裂缝特点进行，以提升煤矿高位钻孔的瓦斯抽采界限。
4 煤矿高位钻孔瓦斯抽放技术的因素分析
煤壁支撑是煤矿高位钻孔技术的核心内容，受到了煤层顶板岩性、工作面推进成都、工作面长度和仰角等众多因素，有很大的变化空间，因此需要特别注意煤壁支撑的影响区域。开采高度越低，煤壁支撑的影响范围就越大，同样煤壁支撑的顶板比较坚硬时，影响范围也就越大，因此煤矿高位钻孔时要快速对煤壁支撑的影响范围进行判断，准确得出工作面的俯采，从而采取有效措施缩短工作面煤壁支撑的影响区域。此外，当工作面处于上行风时，也就是倾斜角较大，应降低煤矿高位钻孔与回顺之间的夹角，提升瓦斯的抽采效果[3]。有效抽采雷锋带高度指的是煤矿高位钻孔采空区的抽采技术相关的核心参数，其对工作面采高、工作面长度及推进度、煤层顶板岩性等有着直接的关系，在具体施工过程中，应根据具体因素进行适度的调整，如工作面推进速度较快时，应适当降低抽采裂缝带的高度，反之应对抽采裂缝带的高度进行降低。
5 总结
采空区作业中应用煤矿高位钻孔瓦斯抽放技术可以有效提高瓦斯的抽采效率，解决工作面快速推进过程中的瓦斯抽采问题，可以有效减少抽采裂缝带高度、加强施工作业的效率和质量。
参考文献：
[1]付建军.煤矿高位钻孔瓦斯抽放技术的应用研究[J].能源與节能，2018（10）.
[2]张京民，夏扬.煤矿高位钻孔瓦斯抽放技术的应用分析[J].科技创新与应用，2016（01）.
[3]张存明.煤矿高位钻孔瓦斯抽放技术的应用分析[J]内蒙古煤炭经济，2017（04）.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14855192.htm
