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《含水岩层下向穿层钻孔瓦斯预抽技术研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第21卷第5期(总第132期)煤矿开采Vol．21No．5(SeriesNo．132)2016年10月COALMININGTECHNOLOGYOctober2016含水岩层下向穿层钻孔瓦斯预抽技术研究周成刚,申茂良,朱亚林(安徽理工大学能源与安全学院,安徽淮南232001)[摘要]为解决地质构造复杂,煤层顶底板岩层含水条件下,下向瓦斯预抽受岩层水影响较严重的问题,提出一种注浆防水工艺和新型式的下向钻孔封孔技术。结合某实验矿井的地质情况,通过实验室研究和现场实验配制特效的注浆浆液,根据现场测定的注浆有效半径,合理布置注浆防
2、水钻孔,并对下向抽采钻孔采用新型的封孔技术。通过瓦斯抽采效果对比分析,结果表明,岩层水所带来的不利影响得到较好地解决,封孔效果良好,抽采浓度和纯量均有很大幅度地提高。[关键词]含水岩层;下向钻孔;瓦斯预抽;注浆封水;封孔技术[中图分类号]TD712．62[文献标识码]B[文章编号]1006-6225(2016)05-0095-03GasPre-drainageTechniquewithDownwardDrivingHolesinAquifer22穿层钻孔区域预抽瓦斯技术是预防煤与瓦斯突量15．68m/t,煤层透气性系数0
3、．01~0．05m/[1-3]出,确保煤矿安全生产的重要措施之一。适用(MPa·d),属于难以抽采煤层。11518高抽巷穿于地层构造复杂,煤层顶底板岩层含水,下向打钻层钻孔设计见图1。穿过含水层;或瓦斯抽采钻场位于比较深的地层,由于地应力大,在地应力和采动的双重作用下煤岩层裂隙不断发育,从而形成岩层水到穿层钻孔的裂[4-6]隙通道。裂缝水的存在会对瓦斯的解吸以及运移形成阻力,降低原始煤层透气性,而且裂缝水易引起垮孔,同时抽采孔内积水会使得抽采通道阻塞,从而增大抽采阻力,使得瓦斯抽采效果不理图1下向穿层钻孔条带预抽1151
4、8高抽巷瓦斯示意想,达不到瓦斯抽放要求。针对实验矿井煤层瓦斯地质条件,提出钻场注2注浆防水工艺浆防水工艺,对注浆防水钻孔布置进行合理的设2．1注浆防水原理计,并采用一种新型的下向钻孔封孔技术,有效解通过理论研究和实测数据分析得出裂缝水的存决了顶底板裂缝水对抽采钻孔成孔难、封孔差的问在会对瓦斯抽采造成较大的阻碍,有效封堵穿层钻题,大大提高瓦斯抽采效果,煤层瓦斯突出危险性孔周围裂隙是解决其对瓦斯抽放造成的不利影响的得到降低,确保了煤矿安全高效生产。有效途径。注浆防水工艺通过一定的外界注浆压力1实验区域概况将配置好的特制浆液注
5、入到裂隙岩体中,该浆液会试验矿井设计生产能力3．65Mt/a,设计服务以劈裂、渗透、充填等方式驱走裂隙中的水和空年限135a,分-540m,-850m两个水平开采,现气,且通过自身的粘合作用固结破碎岩层,使得岩正向第二水平开拓延深。该矿井为高瓦斯突出矿体和裂缝胶结成一个整体,从而有效地封堵裂隙并井,绝对瓦斯涌出量150m3/min左右,相对瓦斯充填含水层的含水空间,改变含水层的性质结构,[7-10]涌出量22．4m3/t,抽放率42%左右。该矿资源赋使含水层成为弱含水层甚至隔水层。注浆防水存丰富,井田走向长15．6km,
6、南北倾斜宽3．5km,工艺中主要需要重点考虑3个方面,即注浆浆液的井田面积54．6km2,可采储量0．412Gt,实验地点配制、注浆半径的确定和钻孔方案的设计。位于标高-580m的11518高抽巷8煤层。该煤层倾2．2注浆浆液的配置角6~10°,煤层厚度2．65~3．7m,平均厚度结合穿层钻孔区域具有含水层、裂缝发育等实3．06m,煤层瓦斯压力2．6MPa,煤层原始瓦斯含际情况,配置的注浆液要求具有流动性能好、凝固[收稿日期]2016-01-04[DOI]10．13532/j．cnki．cn11-3677/td．2016
7、．05．027[作者简介]周成刚(1990-),男,安徽安庆人,在读硕士研究生,研究方向为安全理论与技术。[引用格式]周成刚,申茂良,朱亚林．含水岩层下向穿层钻孔瓦斯预抽技术研究[J].煤矿开采,2016,21(5):95-97,91．95总第132期煤矿开采2016年第5期时间短,且对岩层的粘结能力强以及凝固后的抗压压力会逐渐增大,积聚的压力会通过腔内的单向阀能力强等特点。通过实验室研究配置以及现场实隔膜向膨胀管方向释放,使得膨胀管的管径迅速变验,当注浆液按水∶水泥∶生石灰∶铝粉∶固体速大变粗,并与钻孔内壁贴合,形成初
8、次封堵。当回凝剂的重量比50∶50∶10∶0．7∶10进行配制时,路中压力大于3MPa时,将安全阀打开,浆液会在封堵效果最佳。压力的作用下将出浆口的隔膜装置顶破,浆料从出2．3注浆钻孔的设计浆口喷出(在单向阀隔膜的作用下,膨胀管内的注浆有效半径的确定是进行注浆钻孔设计的首压力不会泄漏降低),喷出后的浆料流至封孔器出要
