二氧化碳爆破增透技术在低透气性煤层中的应用研究.pdf

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1、2015年第5期中州煤炭总第233期安全I狸二氧化碳爆破增透技术灾窖纺治在低透气性煤层中的应用研究范迎春(河南省煤炭科学研究院有限公司，河南郑州450001)摘要：新田煤矿主采4号煤层，该煤层瓦斯含量高，瓦斯压力大，且煤层透气性系数较低，瓦斯抽采难度较大。为解决新田煤矿瓦斯抽采的难题，通过向4号煤层实施穿层和顺层钻孔，采用二氧化碳爆破增透技术提高煤层透气性、瓦斯抽采量和抽采效率，为新田煤矿后期瓦斯治理提供新技术支撑。关键词：低透气性煤层；二氧化碳爆破；煤层增透；高效抽采中图分类号：TD712．6文献

2、标志码：A文章编号：1003—0506(2015)05—0001—03ApplicationResearchonLowPermeabilitySeamofCarbonDioxideBlastingFracturingTechnologyFanYingchun(HenanCoalScienceResearchInstituteCo．，Ltd．，Zhengzhou450001，China)Abstract：XintianCoalMineisminingNo．4coalseam，characteristi

3、csofthiscoalseamisthathighgascontent，largegaspressureandlowpermeability，thegasextractionisdifficult．Tosolvetheproblemofgasextraction，andimprovethepermeability，gasextractiona—mountandeficiency，layerthroughdrillingandbeddingdrillingwereconstructedinNo．4c

4、oalseam，carbondioxideblastingtechnologywasalsoused．AllthiscanprovidtechnicalsupportforgascontrollingofXintianCoalMine．Keywords：coalseamwithlowpermeability；carbondioxideblasting；coalminefracturing；highefficientextraction煤层瓦斯预抽是解决高突矿井瓦斯灾害的重要为增透能量源，具有引燃引爆

5、瓦斯和哑炮处理等风区域防突措施，可有效降低煤层瓦斯含量，减少采掘险。为了能够快速实现煤层瓦斯的顺利抽采，急需过程中的瓦斯涌出量，从而降低煤与瓦斯突出灾害一种简便、安全的增透技术作为支撑。本文重点探的危险程度¨。但是我国现有的高突矿井煤田地讨二氧化碳爆破增透技术。质条件复杂，煤层瓦斯含量高、瓦斯压力大，且开采1二氧化碳爆破增透技术原理煤层大部分为低透气性煤层，从而决定了我国煤层瓦斯预抽难度较大。增透管中以专用的高压泵等设备预先注人液态当前，解决瓦斯预抽困难的方法主要有水力压二氧化碳，在煤层中施工增透钻

6、孔后，放人致裂增透裂、水力割缝和泄压大钻孔等技术，但水力压裂和水管(图1)，并连接增透管与低压起爆器间的接线。力割缝措施封孔复杂且设备昂贵，泄压大钻孔对钻当起爆头接通引爆电流后，活化器内的药管瞬时升机要求较高且施工难度大。此外，近几年出现了温，使增透管内的二氧化碳瞬间从液态转化为气态，深孑L预裂爆破增透技术，但是该技术以炸药爆破在30ms内体积瞬间膨胀600多倍，管内压力最高可剧增至数百兆帕。待达到预定压力时，泄能头内收稿日期：2015—0l一25的泄能片被高压打开，气体从泄能头迅速向外爆发，基金项

7、目：国家重点基础研究发展计划(973计划资助项目)产生的强大推力作用在钻孑L壁上，破碎钻孔壁周围(2011CB20120604)煤体，从而增加煤层透气性、提高钻孔瓦斯浓度、缩作者简介：范迎春(1986一)，男，河南信阳人，硕士，2012年毕业于短预抽周期，实现快速消突的目的。河南理工大学，现从事矿井瓦斯防治及矿山安全评价等工作。2015年第5期中州煤炭总第233期发热管密封垫泄能头抽采量对比以及试验孔与邻近钻场瓦斯抽采参数对比。(1)钻孔自然瓦斯涌出量对比(表1)。由表1图1二氧化碳爆破增透管结构示

8、意可知，增透试验完成后，各钻孔自然瓦斯涌出量均得到明显增加，增加比例为21．8％～67．9％，平均增2二氧化碳爆破增透试验加比例为51．4％。这表明，增透破坏了煤层结构，增加了煤层裂隙和煤层透气性，使煤层部分吸附瓦新田煤矿当前开采4号煤层，该煤层具有深隐斯转换为游离状态。伏(毕节地区埋深最深，最浅部埋深338m)、四周无露头、高瓦斯压力(实测最大值2．5MPa)、高瓦斯含表1试验前后钻孔自然瓦斯涌出量变化量(实测可解吸含量最高值30．O0m／t、最低13．63m／t)