煤层顶板瓦斯抽放水平长钻孔的设计与应用

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1、万方数据第36卷第1期煤炭科学技术V01．36No．12008年1月COALSCIENCEANDTECHNOLOGYJan．2008煤层顶板瓦斯抽放水平长钻孑L的设计与应用孙荣军，石智军，吴璋(煤炭科学研究总院西安研究院，陕西西安710054)摘要：为了更高效地抽放煤层覆岩裂隙及离层的瓦斯，对煤层顶板水平长钻孔的层位选择，参数确定，布置形式，钻场的设计要求，钻机、钻杆、钻头的选择以及钻进工艺参数的合理控制进行了试验研究。试验证明走向长钻孔的抽放效果很大程度上取决于钻孔所处的层位，只要保证钻孔在工作面采空区的裂隙

2、带延伸，．并采用合理的钻进工艺参数，尽量延长有效抽放长度和采取有效的抽放参数，就能取得理想的抽放效果。这可以解决上邻近层和采空区的瓦斯抽放问题。关键词：煤层顶板；瓦斯抽放；水平长钻孔中图分类号：TD712文献标志码：A文章编号：0253—2336(2008)01—0038—04DesignandapplicationofhorizontallongboreholeforgasdrainageinseamroofSUNRong-jun，SHIZhi-jun，WUZhang：一-’(Xi'anResearchIns

3、titute，ChinaCoalResearchInstitute，Xi，an710054，China)Abstract：Inordertohi【shefficientlydrainthegasfromtheoverburdencrackingandseparatedlayersabovetheminingseam，atestselec-tionontheselectionofthelayerselection，parametersettled，layout，designrequirememofthedrill

4、ingsite，drillingmachine，drillingrod，drillingbit，aswellastherationalcontrolof。thedrillingtechnicalparametersforthehorizontallongboreholedrillingintheseamwasconducted．Thetestresultsshowedthatthegasdrainageresultofthestrikelongboreholewouldbehighlydependentonst

5、ratalocationoftheboreholelocation．Oncetheboreholeinthecrackingzoneextendedal'eaandwiththerationaldrillingtechnicalparameters，theration-aldrainageresultscouldbeobtainedwiththepossiblelongerofthegasdrainagelengthandtheeffectivedrainageparameters．Thegasdrainage

6、problemsinthetopadjacentstrataandgoafcanbesolved．Keywords：seamroof；gasdrainage；horizontallongborehole利用顶板水平长钻孔进行瓦斯抽放，不但能抽放回采过程中受采动影响区域的瓦斯，降低工作面瓦斯浓度，解决工作面瓦斯超限问题，而且能抽放后期采空区的瓦斯，使采空区大量瓦斯得到回收利用，带来可观的经济效益和社会效益。．1顶板水平长钻孔的设计思想1．1顶板采动影响“三带”划分采场覆岩移动规律的理论分析表明⋯，覆岩的移动破坏，

7、在竖直方向上通常划分为三带，即冒落带，裂隙带，弯曲下沉带。裂隙带又可划分为严重断裂带、一般断裂带和微小断裂带。煤层开采后，覆岩的裂隙及离层的分布状态将对瓦斯的流动产生很大的影响。离层裂隙是瓦斯积聚的空间，也是瓦斯流动的通道。层间贯通的竖向裂隙是瓦斯进入工作面或采空区的通道，也称导气裂隙，其最大发育高度和密度与采高和岩性有关。当采空区面积38达到一定的范围后，导气裂隙的分布在平面上呈O形圈特征⋯(图1)，它是正常回采期间临近层卸压瓦斯流向采空区的主要通道。(a)纵断山J图(b)平面图～图1导气裂隙带的0形圈特征分

8、布示意1．2采动影响区顶板瓦斯流动规律煤层开采后，顶板瓦斯流动和分布可根据受采动影响的岩石运动规律分为一区三带，即采空区、冒落带、’裂隙带和弯曲下沉带(图2)。每个带由于瓦斯来源和流动规律的不同，其瓦斯量和浓度也有差异。采空区瓦斯主要来源于工作面煤层、煤壁和顶煤释放的瓦斯。受工作面通风的影响，瓦斯随着风流方向移动，’大量瓦斯在上隅角和支架后围聚万方数据孙荣军等：煤层顶板瓦斯抽放水平长钻