高瓦斯矿井瓦斯抽放系统研究专题报告.docx
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高瓦斯矿井瓦斯抽放系统研究专题报告
高瓦斯矿井瓦斯抽放系统研究
摘要
系统总结评述了近年来煤矿瓦斯治理和抽采理论及其应用的诸多成果和最新进展,指出高瓦斯综放工作面(特别是受到采掘工作面影响的卸压综放面)的瓦斯抽采技术是今后的研究重点,也是治理我国煤矿瓦斯灾害的最主要技术措施。
基于此,结合相似材料模拟实验和
RFPA数值模拟,分析煤层开采后上覆岩体裂隙产生发展的时空规律和分布形态以及充分卸压范围与特征,说明了采动卸压之后形成的穿层破断裂隙和层面离层裂隙相互贯通,其空间分布形状是一个存在动态变化的采动裂隙椭抛带(即椭抛带),并进一步研究了其基本特征。
本文的主要研究工作是矿井瓦斯抽放管网的优化管理技术。
首先,文章分析影响瓦斯抽放效果的各种因素,建立单孔的数学模型并提出提高单孔抽放效果的方法,其次,提出整个瓦斯抽放系统的改造及优化、建立科学的监测监控系统的方法,提出采用有效的技术经济管理的手段。
1.绪论
1.1.瓦斯及瓦斯事故
我国煤炭资源丰富,分布地域广阔,煤炭产量居世界首位。
煤炭是我国国民经济和社会发展的基础。
煤炭在我国一次能源生产和消费结构中始终占?
0%左右。
预测到2010年煤炭占
60%左右,2050年将占50%以上,因此,煤炭在相当长的时期内仍将是我国的主要能源。
当前,快速增长的经济,对煤炭工业发展提出了更高的要求。
为此,必须确保煤炭工业持续、稳定、健康地发展。
我国煤矿主要是井下开采,生产环境条件复杂,与其它行业相比,煤矿安全尤为重要。
对高瓦斯矿井而言,煤矿生产过程中的最大安全隐患就是瓦斯事故,表1为我国1992年
到2000年一次死亡3人以上重大瓦斯事故的死亡人数及占总死亡人数的比例。
表11990年到2000年一次死亡3人以上重大瓦斯事故的死亡人数及占总死亡人数的比例[1]
TabletRatioofthedeathinthegasaccidentofwhichmorethan3peopledeadtothetotaldeathfrom1992
to2000
年份
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
三人以上瓦
斯事故死亡
1358
1675
2157
2162
2585
3080
2470
2489
2600
占总死亡人数的比例/%
27.48%
31.17%
30.74%
33.85%
40.37%
45.61%
40.27%
45.11%
44.91%
由上表可以明显看出:
一次死亡3人以上重大瓦斯事故所占比例逐年上升,最高达到
45.61%,1996年以后一直保持在40%以上。
因此,瓦斯事故是我国煤矿安全事故居高不下的主要矛盾,有效控制瓦斯事故的发生是解决我国煤矿安全问题的关键。
由于瓦斯事故的危害极大,消除瓦斯事故隐患需要花费较多的时间、空间和费用,对高瓦斯突出矿井,机械化采掘设备很难发挥效用。
因此,瓦斯灾害事故的威胁也极大限制了煤矿生产规模、生产效率和经济效益的提高。
瓦斯灾害的有效控制是保证我国煤炭工业可持续发展的一个关键性问题。
然而,瓦斯又是一种优质资源,对煤矿瓦斯进行抽放并加以利用,可以给矿带来较好的经济效益。
我国埋藏2000m以内浅瓦斯资源量(煤层气)约30Bm3相当于约40Gt标准煤,
按我国现有能耗标准,相当于我国约使用27年的能源。
瓦斯还是一种温室气体,温室效应是二氧化碳的29倍,按生产吨煤排放10m3瓦斯估算,近年在煤炭生产过程中涌出的瓦斯量约140亿m3,其中抽放量约12亿m3,利用量不足50%;因此年排入大气中的瓦斯产生的温室效应约相当于排放2亿tC02。
过去200~300年来,大气中甲烷浓度已增加一倍。
据测算,大气中甲烷浓度每增加1X10-6kg/m3,可导致地球表面温度增加1℃。
1.2.瓦斯灾害的治理对策
总体而言,瓦斯治理的方法有两类:
一是加强矿井通风,稀释并排放矿井涌出的瓦斯;二是加大瓦斯抽放力度,弥补矿井通风能力不足。
(1)《煤矿安全规程》严格规定了“每一矿井必须建立完整的独立通风系统”和“每一矿井都必须采用机械通风”。
尤其对高瓦斯矿井重点加强和改善矿井通风技术与管理水平,包括矿井通风系统改造,更新通风设备并增大通风能力,建立有效的通风工作管理制度,安装矿井环境监测系统,加强以掘进工作面通风为重点的井下局部通风系统的管理。
(2)对于瓦斯涌出或突出严重的矿井,为了保证安全生产不受影响,单纯依靠通风的方法来解决瓦斯问题,往往技术上不可行、经济上不合理。
因此必须采取根治矿井瓦斯源的有效方法,即瓦斯抽放。
瓦斯抽放的作用有:
一是减少煤炭开采过程中的瓦斯涌出,避免发生瓦斯爆炸事故,预防煤与瓦斯突出,以保证矿井安全生产;二是便于瓦斯能源的利用,变害为宝,创造良好的经济效益;三是减少矿井瓦斯向大气排放量,防止环境污染,以产生良好的社会效应。
我国从50年代初开始,首先在我国抚顺矿区开展抽放本煤层瓦斯,此后又相继研究并成功推广应用了邻近层抽放瓦斯、采空区抽放瓦斯、低透气煤层强化抽放瓦斯等技术,以及包括瓦斯泵、钻机钻具、抽放系统配套装置和瓦斯抽放动态监测系统等设备。
1.3.国内外研究现状
1.3.1.我国煤矿瓦斯抽放的发展与现状
我国工业抽放瓦斯始于1938年的抚顺龙凤矿,但系统地连续抽放瓦斯是1952年在龙凤矿建抽放瓦斯泵站开始的。
经过几十年的发展,无论瓦斯抽放方法,还是抽放瓦斯装备等均具有较先进的水平。
到2001年底,全国己有185个煤矿建立了井下瓦斯抽放系统和地面输气
系统,2002年全国瓦斯抽放量达11.46亿m3,其中阳泉和抚顺矿区连续多年抽放量均超过1亿m3,阳泉为1.99亿m3,抚顺为1.31亿m3。
晋城、淮南和盘江的瓦斯抽放量也都迅速增加。
据1995年各类矿井瓦斯抽放率统计见表2:
表2我国矿井瓦斯抽放率统计表
瓦斯抽放率
>30%
20%~30%
10%~20%
<10%
矿井数
27
41
35
19
占统计资料总数的
比例
22.1
33.6
28.7
15.6
1998年以来,淮南矿业集团公司通过改进抽放方法、更新改造瓦斯抽放系统及添置新的打钻装备等措施,瓦斯抽放量迅速提高,1997年为10.45Mm3,1998年为22.60Mm3,1999年为37.52Mm3,2000年为49.43Mm3,2001年为71.33Mm3,2002年已达到109.70Mm3。
矿井瓦斯抽放率由1997年的4%提高到2002年的33%,其中6座矿井瓦斯抽放率达到35%以上,谢一矿矿井瓦斯抽放率达到43%。
随着瓦斯抽放量和矿井瓦斯抽放率的提高,采掘面的通风状况得到改善。
全矿区瓦斯超限次数1998年为1333次,1999年为896次,2000年为389次,
2001年为276次。
2002年仅为222次。
1.3.2.国外在瓦斯灾害防治方面的研究成果及现状
到目前为止,世界上有m个采煤国家进行了瓦斯抽放,其中原苏联、德国、英国、中国、法国、美国、波兰、日本、澳大利亚等国家年抽放瓦斯总量都超过1亿m3,其中原苏联抽放量最多。
据统计资料,世界主要产煤国家的煤矿瓦斯抽放发展情况见表3[1]:
这些国家都把瓦斯抽放工作作为治理瓦斯的生产工序,是高瓦斯含量煤层开采中一个必不可少的工艺环节。
采用了总体综合瓦斯抽放体系:
即采前预抽,如地面钻孔及井巷水平钻孔等,采掘过程中边采边抽,如巷道抽放和钻孔抽放方法等;采后老空区瓦斯抽放,如地面向采空区打垂直钻孔、采空区水平钻孔和采空区密闭抽放等。
他们主要采取大力发展抽放技术及方法和研制与之相关的抽放设备等措施,千方百计的加大瓦斯抽放量。
据资料记载,英国、原苏联、日本、德国都有着较早的瓦斯抽放历史,但抽放量都较小,世界各国正规的抽放瓦斯工作是从40年代末至50年代初开始的;随后,抽放方法不断增加,瓦斯抽放技术也逐渐提
高,抽放规模日益扩大。
自1951年以来,煤矿瓦斯抽放工作得到了迅猛的发展,据有关资料
统计表明:
在1951~1987年间,世界煤矿瓦斯抽放量基本上是呈线性增加,自1951年的134
×106m3增至1987年的5430×106m3,增加了39倍。
这种瓦斯抽放量的迅速增加,一方面是由于瓦斯抽放技术和设备性能的提高,使单个抽放矿井平均年抽放量增大;另一方面则是由于随着煤炭产量的增大和矿井向深部的延伸,高瓦斯矿井增多,导致了抽放瓦斯矿井数增加。
1.3.3.我国煤矿瓦斯抽放工作存在的问题
我国煤矿瓦斯抽放工作虽然己得到很大发展,但是由于认识、资金、生产的影响,还存在很多问题,集中反映在:
(1)抽放瓦斯总量少;矿井瓦斯抽放率低;吨煤瓦斯抽放量(相对瓦斯抽放量)少,吨煤钻孔量少;综合抽放工作不足,装备和管理水平有待加强和提高。
(2)煤层的渗透性是瓦斯抽采的关键,我国煤层透气性普遍较低不利于瓦斯抽采,煤层开采后覆岩破坏及变形的空间结构演化对煤层渗透性的影响研究偏少。
(3)对煤层开采后覆岩裂隙发育的判断带有经验性导致瓦斯抽采巷道或瓦斯钻孔方位布置不尽合理,导致抽采效果不明显。
(4)对高瓦斯综放工作面这一特殊条件下的煤层开采进行的相似模拟实验或者数值模拟偏少,通过模拟指导现场如何布置合理的瓦斯抽采工艺也有待进一步研究。
2.瓦斯赋存及运移规律分析
2.1.瓦斯吸附解吸特征
瓦斯赋存于煤层之中主要有三种状态分别是吸附气,游离气和溶解气,三种状态处在一个动态平衡过程中。
利用煤的等温吸附实验证明瓦斯主要以吸附状态赋存在煤的孔隙中,利用煤的吸附常数及其他参数可以间接预测煤层含气量。
解吸是甲烷-煤基吸附体系由于影响吸附-解吸平衡的条件发生变化,吸附气体转化为游离态而脱离吸附体系,吸附-解吸动态平衡体系中吸附量减少。
瓦斯抽放过程中,解吸作用主要通过压力降低来实现。
绝大部分瓦斯以物理吸附的形式赋存于煤的基质孔隙中,当煤储层压力降至临界压力以下时,瓦斯开始解吸,由吸附态转化为游离态或溶解态
2.2.瓦斯在煤层中的运移规律
煤层是孔隙——裂隙介质,其中充满微小的孔隙和裂隙,煤体是孔隙和裂隙的集合体。
瓦斯在中孔以上的孔隙或裂隙内的运移可能有层流和紊流两种形式,而层流运移又可分为线性和非线性渗流,紊流一般只有发生在瓦斯喷出和煤与瓦斯突出的瓦斯流动,在原始煤层中瓦斯的运移是层流运动。
2.2.1.线性渗透
当瓦斯在煤层中的流动为线性渗透时,即瓦斯流速与煤层中瓦斯压力梯度成正比时,呈线性规律,符合达西定律,即:
式中,
q=λ(P2-P1)/L
……………………………………..(2.2.1)
q一一比流量,m3/(m2·d);λ一一透气性系数,m2/(MPa2·d);
P1——入口处瓦斯压力平方,MPa2;
P2——出口处瓦斯压力平方,MPa2;
L——煤样长度,m。
2.2.2.非线性渗透
当雷诺数大于一定值以后,瓦斯在煤层中的流动即处于非线性渗流而不服从达西定律。
在非线性渗流条件下,比流量与压力差之间的关系可用指数方程表示:
q=-λ(dP)m……………………………………………..(2.2.2)ndn
式中
qn一一在点的比流量,m3/(m2·d);
m一一渗透指数,m=1~2;
dP一一瓦斯压力平方的差,MPa2;
dn一一与瓦斯流动方向一致的某一极小长度,m;
λ一一煤层透气性系数,m2/(MPa2·d)。
当λ=1时,(2.2.2)式与达西定律相同;当m>1时,表明随着雷诺数增大,流体流动时在转弯、扩大、缩小等局部阻力处引起的压力损失增大致使比流量qn降低,此时流体在多孔介质中的流动就表现为非线性渗流。
2.3.瓦斯在煤层中的流动规律
(1)按时间因素分,流动类型可分为稳定流动和非稳定流动两种类型,前者流动场不随时间而变化,后者流动场则随时间而改变。
(2)按流场的空间流向分类
①单向流动一一在x,y,z三维空间内,只有一个方向有流速,其余两个方向流速为零。
如图1所示。
②球向流场一一在x,y,z三维空间内,一般在三个方向都有分速度,如在矿井厚煤层中,煤巷的掘进工作面煤壁内,钻孔或石门刚进入煤层时从其中涌出的瓦斯流动基本上都属于球向流动。
球向流动的特点在于,在煤体中形成近似同心球状的等压线,而流线一般呈放射网状。
③径向流场一一在x,y,z三维空间内,一般在两个方向有分速度,而第三个方向的分速度
为零。
例如钻孔垂直穿透煤层时,在煤壁内的瓦斯流动基本上就属于径向流场。
一般情况下,其瓦斯压力线平行煤壁呈近似同心圆形,如下图2所示。
由于径向流动一般是平面流动,可采用x,y两向直角坐标表示,也可采用极坐标γ、θ表示。
图1煤层瓦斯单向流动示意图
1一一瓦斯流线2一一等瓦斯压力线
Chart3Sketchmapofsingledirectionflowofgasinthecoalseams
1一一Theflownlieofgas2一一Isobarofgas
图4煤层瓦斯径向流动示意图
1——瓦斯流线
2——等瓦斯压力线
Chart4Sketchmapofradialflowofgasintheseams1——Theflownlineofgas
2——Isobarofgas
实际煤层是非均质的,因此,瓦斯在实际煤层中的流动属于非均质层中的径向流动。
图5瓦斯在煤层中径向流动瓦斯压力分布
Chart5Stressdisposalofradialflowofgasincoalseams
3.瓦斯抽放方法
3.1.抽放瓦斯原则
瓦斯抽放是一项集技术、装备和效益与一体的工作。
因此,要做好瓦斯抽放工作,应注意以下几条原则。
(1)抽放瓦斯应具有明确的目的性,即主要是降低风流中的瓦斯浓度,改善矿井生产的安全状况,并使通风处于合理和良好状况。
因此应尽可能在瓦斯进入矿井风流之前将它抽放出来。
在实际应用中,瓦斯抽放还可作为一项防治煤与瓦斯突出的措施单独应用。
此外抽出的瓦斯又是一种优质能源,只要保持一定的抽放瓦斯量和浓度,则可以加以利用,从而形成“以抽促用,以用促抽”的良性循环。
(2)抽放瓦斯要有针对性,即针对矿井瓦斯来源,采取相应措施进行抽放。
目前认为,矿井瓦斯来源主要包括:
本煤层瓦斯涌出(掘进和回采时的瓦斯涌出);邻近层瓦斯涌出(上下邻近层的可采和不可采煤层涌向开采空间的瓦斯);围岩瓦斯涌出和采空区瓦斯涌出(本煤层开采后遗留的煤柱、丢煤以及邻近层、围岩的瓦斯在已采区的继续涌出)。
这些瓦斯来源是构成矿井或采区瓦斯涌出量的组成部分。
在瓦斯抽放中应根据这些瓦斯来源,并考虑抽放地点时间和空间条件,采取不同的抽放原理和方法,以便进行有效地瓦斯抽放。
(3)要认真做好抽放设计、施工和管理工作等,以便获得好的瓦斯抽放效果。
因此,在设计时,首先应了解清楚矿井地质、煤层赋存及开采等条件,矿井瓦斯方面的有关参数,预测矿井瓦斯涌出量及其组成来源。
在此基础上,选择合适的抽放方法,确定可靠的抽放规模,设计一套合理的抽放系统。
其次,在抽放瓦斯的开始阶段,还应进行必要的有关参数的测定,以确定合理的抽放工艺和参数;在正常抽放时,要全面加强管理,积累资料,不断总结经验,从而使瓦斯抽放工作得到不断地改进和提高。
3.2.影响瓦斯抽放方法选择的因素
一般地,选择抽放方法和形式时,要考虑瓦斯来源、煤层状况、采掘条件、抽放工艺等因素。
(1)如果瓦斯来自于开采层本身,则既可采用钻孔抽放,也可采用巷道预抽形式直接把瓦斯从开采层中抽出,且多数形式采用钻孔预抽法。
(2)如果瓦斯主要来自开采煤层顶、底板邻近煤层内,则可采用开在顶底板煤、岩中的巷道,打一些穿至邻近煤层的钻孔,抽放邻近煤层中的瓦斯。
(3)如果在采空区或废弃巷道内有大量瓦斯积聚,则可采用采空区瓦斯抽放方法。
(4)如果在煤巷掘进时就有严重的瓦斯涌出,而且难以用通风方法加以排除,则需采用钻孔预抽或巷道边掘边抽的方法。
(5)如果是低透气性煤层,则在采取正常的瓦斯抽放方法的同时,还应当采取人工增大煤层透气性的措施(如水力压裂、水力切割等),以提高煤层瓦斯抽放效果。
总之,在选择瓦斯抽放方法时,应综合考虑,既要考虑煤层条件,瓦斯赋存状况,开拓开采及巷道布置条件,又要考虑抽放设备的能力及经济条件,以求达到最佳效果。
3.3.瓦斯抽放方法的抽放率及其适用条件
到目前为止,各国对于瓦斯抽放方法的分类还没有统一,但均相应提出了各种各样的瓦斯抽放方法,其名称大体相似,一般按不同的条件进行不同的分类,主要有:
(1)按抽放中瓦斯来源分类
这种分类方法有:
本煤层瓦斯抽放、邻近层瓦斯抽放、采空区瓦斯抽放和围岩瓦斯抽放,各类瓦斯抽放方法的适应条件及抽放率如表3.1所示。
(2)按抽放瓦斯的煤层是否卸压分类
这种分类方法主要有:
未卸压煤层抽放瓦斯和卸压煤层抽放瓦斯。
(3)按抽放瓦斯与采掘时间关系分类
主要分为:
煤层预抽瓦斯、边采(掘)边抽和采后抽放瓦斯。
(4)按抽放工艺分类
这种分类方法主要有:
钻孔抽放、巷道抽放和钻孔巷道混合抽放。
表3.1各类瓦斯抽放方法的适应条件及抽放率表
抽放分类
抽放方法
适用条件
抽放率/%
本煤层瓦斯抽放
未卸压抽放
岩巷揭煤
由岩巷向煤层打穿层钻孔
突出危险煤层
30-60
煤巷掘进预抽
煤巷工作面打超前钻孔
高瓦斯煤层
20-60
采空区大面积预抽
由开采层机巷、风巷或煤门等
打上向、下向顺层钻孔
有预抽时间的高瓦斯煤
层、突出危险煤层
20-60
由石门、岩巷、邻近层煤巷等
向开采层打穿层钻孔
属“勉强抽放”煤层
20、个别超
过50
地面钻孔
高瓦斯“容易抽放”煤
层,埋深较浅
20-30
密封开采巷道
高瓦斯“容易抽放”煤
20-30
卸压抽放
边掘边抽
由煤巷两侧或岩巷向煤层周围
打防护钻孔
高瓦斯煤层
20-30
边采边抽
由开采层机巷、风巷等向工作
面前方卸压区打钻
高瓦斯煤层
20-30
由岩巷、煤门等向开采分层的
上部或下部末分层打穿层或顺
高瓦斯煤层
20-30
水力割缝、水
力压裂、松动爆破(预抽)
由开采层机巷、风巷等打顺层
高瓦斯“难以抽放”煤
层
20-30
由岩巷或地面打钻孔
<30
邻近层瓦斯
抽放
卸压抽放
开采层工作面推过后抽放上
、下临近煤层
由开采层机巷、风巷、中巷或
岩巷等向邻近层打钻
邻近层瓦斯涌出量大,影响开采层安全时
40-80
由开采层机巷、风巷、中巷等
向采空区方向打斜交钻孔
40-80
由煤门打沿邻近层钻孔
40-80
在邻近层掘汇集瓦斯巷道
邻近层瓦斯涌出量大,
钻孔抽放不能满足抽放
40-80
地面打钻孔
地面打钻优于井下时
30-70
采空区瓦斯
抽放
密封采空区插管抽放
无自燃危险或采取防火措施时
50-60
现采采空区设密闭墙插管或向采空区打钻抽放,预埋管抽放
20-60
围岩
瓦斯
抽放
由岩巷两侧或正前向溶洞或裂隙带打钻、密闭岩巷进行抽放
、封堵岩巷喷瓦斯区插管抽放
围岩有瓦斯喷出危险,瓦斯涌出量大或有溶洞
、裂隙带储存高压瓦斯时
20-60
4.影响抽放管网系统的抽放效果的因素
4.1.国内矿井瓦斯抽放率低的原因分析
我国的矿井瓦斯抽放率普遍不高,使矿井的安全面貌得不到应有的改善,矿井的生产能力得不到充分发挥,而且影响了矿井的投资效益。
经分析,影响抽放率低的原因有:
(1)抽放方法比较单一
我国矿井的瓦斯来源除主要来自邻近层、开采层外,还来自采空区和围岩。
开采煤层群时,邻近层涌入开采层工作面的瓦斯常常占到该工作面瓦斯涌出量的60%以上,对安全生产威胁很大,所以对抽放邻近层瓦斯十分重视,邻近层抽放方法亦得到广泛的应用。
另外,有的矿井却常常忽视了对开采层,采空区及围岩瓦斯的抽放。
对,于近距离煤层群,解放层开采后,邻近层的卸压瓦斯往往来不及抽放就大量快速涌入开采层面,仅用钻孔法抽邻近层瓦斯往往得不到应有的抽放效果,如阳泉矿区综采面快速推进,邻近层涌入开采层的瓦斯量占
采面的比例高达64%,原来只用钻孔法抽放已不能满足生产要求,在增加了顶板巷道抽放方法,使矿井瓦斯抽放有较大的提高。
综合抽放方法是近年世界要产煤国抽放瓦斯的主要发展方向,我国一些矿井经实践也证明该法是提高矿井瓦斯抽放率的有效途径。
而目前我国仍有较多的矿井采用单一抽放方法,很难适应矿井瓦斯的涌出规律,这是影响矿井瓦斯抽放率提高的重要原因之一。
(2)抽放参数不适宜
在诸多的抽放参数中,钻孔工程量对矿井瓦斯抽放率影响较大,而目前尚未引起人们足够的重视。
我国矿井抽放瓦斯的目的是解决井下采掘面、回风巷瓦斯浓度不超限,没有把它当作一种宝贵能源来开发,故对抽放钻孔工程量控制较严,以此减少生产费用。
由于抽放钻孔不足,影响了抽放范围,也影响到钻孔的合理布置。
当今世界上瓦斯抽放率较高的国家,吨钻孔量一般在0.3m/t以上,日本达到0.5m/t,而我国抽放率较高的矿区,吨煤钻孔仅占国外的12~14%,如中梁山矿为0.07m/t,松藻局为0063m/t。
另有不少矿井打钻设备陈旧、效率低、速度慢,满足不了打密集孔、长孔、坚硬岩石孔的要求,导致钻孔工程量不足而达不到设计要求。
其它诸如钻孔长度、孔径、抽放半径、抽放负压等,参数的合理选择都会对抽放率产生一定的影响。
(3)抽放设备能力不足,不配套
目前,我国缺乏高效率的钻机、钻具,抽放泵性能也满足不了设计、生产要求,所以钻孔参数往往不是以设计为主来确定,而是以钻孔、抽放泵的能力来确定。
如抽近距离邻近层瓦斯,需要密集布孔,但目前多数矿井的钻机钻具在性能、效率、速度方面都难于符合要求。
据松藻局资料,打茅口灰岩,钻头寿命只一个月,打矽质灰岩,只四小时就损坏一个钻头,设计的钻孔参数常因机具、抽放设备能力不足、不配套而不得不根据实际而有所削减,必然会影响到抽放效果。
(4)抽放时间不充分
不同的抽放方法,钻孔有不同的最佳和有效抽放时间,在这段时间内,抽放的瓦斯量大、浓度高,之后逐渐衰减到无抽放价值而停抽。
但在我国一些矿井中,因抽放巷道层位布置不当,受采动影响大,巷道维护困难而缩短了钻场、钻孔和抽放管路系统的服务时间;有的矿井掘、抽、采的关系失调,不等到应有的抽放时间就回采,使钻孔失去了较多的最佳抽放和有效抽放时间,导致抽放率不高。
(5)抽放范围的影响
我国多数矿井把抽放瓦斯的范围局限于抽邻近层和开采层;抽回采面;抽主采层和有突出危险的煤层。
忽视了对采空区,掘进面(特别是厚煤层掘进面),含有瓦斯的围岩及主采层突出层以外的煤层抽放。
据国内资料,采空区瓦斯涌出量在矿井总涌出量中可占到25~35%,凡对采空区进行抽放的矿井,都取得了明显的抽放效果如抚顺矿区多年坚持采空区抽放,全局平均抽放率在50%以上;松藻局抽采空区瓦斯,单孔抽放一般为0.4~0.6m3/m
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