本煤层斜向交叉钻孔瓦斯抽采技术研究与应用.pdf

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1、2016年第41卷第1期能源技术与管理Vo1．41No．1EnergyTechnologyandManagement39doi：10．3969／j．issn．1672-9943．2016．O1．016本煤层斜向交叉钻孔瓦斯抽采技术研究与应用任仲久(煤科集团沈阳研究院有限公司，辽宁沈阳110016)[摘要]为了解决七一新发煤业3003综采工作面本煤层透气性低以及瓦斯抽采效果不好的问题，根据本煤层斜向交叉钻孔瓦斯抽采的技术原理，研究了本煤层瓦斯抽采施工平行钻孔与斜向交叉钻孔的施工工艺，并对抽采效果进行比较

2、。结果表明：斜向交叉钻孔百米钻孔瓦斯抽采量是平行钻孔的2．72倍；抽采80d后，斜向交叉钻孔百米钻孔瓦斯抽采量衰减为平行钻孔的1．43倍，斜向交叉钻孔瓦斯抽采实用性较高。[关键词]斜向交叉钻孔；本煤层；瓦斯抽采；平行钻孔[中图分类号]TD712[文献标识码]B[文章编号]1672_9943(2016)01-0039-020引言23003综采工作面斜向交叉钻孑L施工工艺3003综采工作面位于七一新发煤矿三采区运输大巷以北，煤层厚度为5．86m。工作面推进长在3003综采工作面回风顺槽176～200m之度

3、980m，开切眼长度165m，煤层中下部常含夹间施工交叉钻孔。采用ZDY1900S液压坑道钻机矸一层，一般厚度0．10～0．25m，岩性为泥岩及砂施工，顺层平行钻孑L及斜向交叉钻孔各5个，其中质泥岩。顶板主要为粉砂岩、砂质泥岩及泥岩，底平行钻孔与巷道夹角为90。，孔深100m，开孔高板主要为泥岩、砂质泥岩。煤层稳定程度为较稳度为1．0m，钻孔间距为4m；斜向交叉钻孔与巷定，全区可采。道夹角为85。，孔深100nl，开孔高度为1．5m，钻孔间距为4m；平行钻孔与斜向交叉钻孔开孔间1本煤层交叉钻子L瓦斯抽

4、采技术原理距为2m。每组钻孔都安装孔板流量计，定期观察本煤层施工断面有2个相同相邻的钻孔。由记录瓦斯抽采浓度、负压。钻孔布置如图1所示，单一钻孔周围的切向应力分布衰减情况可知，存钻孔施工参数如表1所示。在一个剧烈的影响范围，一般以超过原岩应力的ZDYl9o0S5％为界，依据弹性力学原理，设此影响半径为尺。ji璺{翠m3003回风顺槽如相邻2钻孑L的间距>2R，则2钻孔就不会有影响；反之，相邻2钻孔的间距<2R，则2钻孔就会平行钻孔有影响。2钻孑L相互交叉时，在影响范围内，由于斜向交叉钻孔f一一曼、＼＼

5、√g青∞0。。o1受钻孑L切向集中应力的相互影响，可使交叉区内一gl耋0fl_W。。。半钻孔的塑性应力圈半径增加。依据弹性力学原理，一j-_i⋯塑性圈半径与钻孔直径成正比⋯。因此，交叉钻孔＼3【)(】3回风顺槽底f在交叉区内的相互作用结果相当于把钻孔直径加-大。；22m斜向交叉钻孑L是斜向工作面伪斜布置，总要(a)平面图(h)剖面图有些钻孔的部分钻孔段处在工作面前方的卸压带图13003工作面本煤层斜向交叉钻子L布置平剖面图表13003工作面本煤层斜向交叉钻子L施工参数内，进行卸压带瓦斯抽采，并且其作用

6、时间较平行钻孔要长得多，从而提高了瓦斯抽采率。斜向交叉钻孑L由于斜向工作面关系，容易穿透煤层倾斜(或伪倾斜)方向上的节理，有利于钻孔进行瓦斯抽采2_5]4O任仲久本煤层斜向交叉钻孔瓦斯抽采技术研究与应用2016年2月Feb．．20163．23003综采工作面工艺效果评价33003综采工作面斜向交叉钻孑L预排瓦(1)斜向交叉钻孔在不增加任何工程量的条斯效果考察件下，能把钻孔直径扩大，从而提高了瓦斯抽采效3．13003综采工作面现场应用效果考察果；同时还可以避免因钻孔坍塌及堵孔而影响钻通过在3003工作面

7、回风顺槽施工本煤层平孔抽采瓦斯效果的现象。行钻孔和斜向交叉钻孔，连续80d跟踪测定平行(2)斜向交叉钻孑L的斜向钻孔由于是向煤层钻孔和斜向交叉钻孔瓦斯抽采情况，汇总并绘制伪倾斜方向打钻，容易与煤层倾向方向上的节理钻孔瓦斯抽采量与随时间变化曲线图，如图2、3穿通，增加了煤层透气性；同时斜向钻孔延长了钻所示。孔在卸压带的抽采时间，利用卸压带提高了瓦斯抽采效果。0．0l6(3)斜向交叉钻孔带的抽采时间，利用卸压带可提高瓦斯抽采量50％，是一种简单易行、便耋0．0l2于推广应用、抽采效果良好的抽采方法。寒善g

8、o．008(4)3003综采工作面已完成本煤层平行钻孔0．o()4施工，通过在3003工作面进行的平行钻孔和斜向交叉钻孔的瓦斯抽采实验研究，可以得出七一新0020406080发煤业3号煤层采用斜向交叉钻孔进行瓦斯抽时问／d采，具有较高的实用性。图23003工作面平行钻孔百米钻孔瓦斯抽采量随时间变化曲线4结论0．06由七一新发煤业3003综采工作面平行钻孔0．O5和斜向交叉钻孔的对比分析可知：斜向交叉钻孔婪04百米钻孑L抽采量是平行钻孔的2．72倍；抽采8