一通三防抽采技术知识课件word.docx
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一通三防抽采技术知识课件word
1、煤矿瓦斯抽采基础知识
2、煤矿瓦斯抽采方法
3、煤矿瓦斯抽采设备与设施及适用条件
四、煤矿瓦斯抽采操作技术
5、提高瓦斯抽采的方法
6、瓦斯抽采设计
7、矿井瓦斯抽采相关规定及标准
八、目前存在的问题及改进方向
一、瓦斯抽采基础知识
1、瓦斯抽采含义:
为了减少或解除矿井瓦斯对煤矿安全生产的威胁,利用机械设备和专用管道造成的负压,将煤层中赋存或释放的瓦斯抽放出来,送到地面或其他安全地点的方法。
2、瓦斯抽放的目的
瓦斯抽采主要是为了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的状况,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。
此外,抽出的瓦斯是一种优质能源,只要保持一定的抽放瓦斯量和浓度,则可加以利用,从而形成以抽促用,以用促抽的良性循环。
瓦斯抽放的来源
3、抽放瓦斯分类
1)按抽放瓦斯的来源分类有本煤层抽放、邻近层抽放、采空区抽放和围岩瓦斯抽放。
2)按抽放瓦斯的煤层是否卸压分类有卸压煤层抽放瓦斯和未泄压煤层抽放瓦斯。
3)按抽放瓦斯与采掘时间分类有煤层预抽瓦斯、边采(掘)边抽和采后抽放瓦斯。
4)按抽放工艺分类有钻孔抽放、巷道抽放、和钻孔与巷道混合抽放。
4、瓦斯抽采参数
为了判断瓦斯抽采的可能性和抽采效果,安全的进行抽采工作,必须对一些基本参数进行测算。
瓦斯抽采基础参数包括:
煤层瓦斯含量、瓦斯储量、可抽瓦斯量、抽采率、煤层透气性系数、百米钻孔瓦斯流量衰减系数等。
(1)煤层瓦斯含量定义:
在自然条件下,单位质量或体积的煤体中所含的瓦斯量。
m3/t煤或m3/m3煤。
煤层瓦斯含量是决定煤层瓦斯储量、瓦斯涌出量和突出危险性大小的主要因素之一,是进行瓦斯管理工作的基础参数。
(2)瓦斯储量的计算
矿井瓦斯储量是指矿井开采过程中能够向矿井排放瓦斯的煤层(包括可采、不可采煤层)与岩层储存的瓦斯总量
W=W1+W2+W3+W4
W-矿井瓦斯总储量,m3
W1—可采煤层的瓦斯储量,m3
W2—局部可采煤层的瓦斯储量,m3
W3—采动影响范围内不可采邻近层的瓦斯储量,m3
W4—采动影响范围内的围岩瓦斯储量,m3
(3)可抽瓦斯量概算
可抽瓦斯量是指瓦斯储量中可能被抽放出来的瓦斯量。
可按下式计算
Wk=W*dk/100
Wk—矿井可抽瓦斯量,m3
W—矿井瓦斯储量,m3
dk—矿井抽采率,%
(4)抽采率
矿井抽采率是指矿井或采空区抽出的瓦斯量占其风排量与抽采瓦斯量的百分比。
Dk=100Qkc/Qkc+Qky
dk-矿井抽采率,%
Qkc-矿井抽采量,m3/min
Qky-矿井风排瓦斯量,m3/min
(5)钻孔瓦斯流量衰减系数
在不受采动影响条件下,煤层内钻孔的瓦斯流量随时间呈衰减变化的特性系数称钻孔瓦斯流量衰减系数。
β=lnqo-lnqt/t
qt-百米钻孔t日排放时的瓦斯流量,m3/(min*100m)
qo-百米钻孔成孔初始时的瓦斯流量,m3/(min*100m)
t-钻孔涌出瓦斯经历时间,d
β-钻孔瓦斯流量衰减系数,d-1
6)煤层透气性系数
煤层透气性系数是衡量瓦斯在煤层内流动难易程度的系数,其意义是:
1m3煤体的两侧作用的瓦斯压力平方差为1MPa2时,每日流过该煤体的瓦斯量。
λ=r02/p0t*F(P/P0)
λ—煤层透气性,M2/(MPa*d)
r0—钻孔半径,m
p0—煤层原始瓦斯压力,MPa
t—时间,d
2、煤矿瓦斯抽采方法
瓦斯抽放
未泄压煤层和围岩抽放
预先抽放
1、采区大面积抽放
顺层钻孔
穿层钻孔
地面打钻孔
2、石门揭开前和煤巷掘进局部抽放
3、围岩裂隙及溶洞抽放
边采边抽
4、采煤工作面边采边抽
5、煤巷掘进工作面掘边抽
强化抽放
6、水力压裂
7、水力割缝
8、松动爆破
9、煤层物理化学处理
卸压煤层和岩层抽放
10、上邻近层抽放11、下邻近层抽放
从巷道打钻
从地面打钻
专门抽放巷
采空区抽放
12、密闭插管抽放
13、密闭和钻孔抽放
14、打钻到冒落拱抽放
15、地面垂直钻孔
综合抽放
16、采取大面积抽放+打钻冒落拱上方抽放
17、采取大面积抽放+地面垂直打钻抽放
18、采取大面积抽放+地面垂直抽放+上下邻近层抽放
19、水力压裂+密闭插管抽放
1、本煤层
本煤层瓦斯抽放,又称开采煤层瓦斯抽放,目的是为了减少煤层中的瓦斯含量和降低回风流中的瓦斯浓度,以确保矿井安全生产。
本煤层瓦斯抽放是指在开采煤层内预先掘进或打钻孔抽放本煤层内含有的瓦斯。
2、邻近层
在煤层群中,由于开采层的采动影响,使其上部或下部的围岩及煤层卸压并引起这些煤层岩的膨胀变形和透气性的大幅度提高,引起这些煤层的瓦斯向开采层采掘空间涌出。
能向开采煤层采掘空间涌出瓦斯的煤层称为邻近层。
邻近层瓦斯抽放按邻近层的位置分为上邻近层抽放和下邻近层抽放;按汇集瓦斯方法分为钻孔抽放、巷道抽放、巷道和钻孔综合抽放三类。
(1)上邻近层瓦斯抽放是邻近层位与开采层的上部,通过巷道或钻孔来抽放上邻近层的瓦斯。
根据岩层的破坏程度与位移状态可把顶板划分为冒落带、裂隙带和弯曲下沉带,底板划分为裂隙带和变形带。
冒落带高度一般为采厚的5倍,在距开采层近的处于冒落带内煤层,随冒落带的冒落而冒落,瓦斯完全释放到采空区内,很难进行上邻近层抽放。
裂隙带的高度为采厚的8-30倍,此带因充分卸压,瓦斯大量解吸,是抽放瓦斯的最好区带,抽放量大,浓度高,因此上邻近层取冒落带高度为下限距离,裂隙带的高度为上限距离。
屯兰矿常见上邻近层瓦斯抽采钻孔示意图
(2)下邻近层瓦斯抽放是邻近层位于开采层下部,通过巷道或钻孔来抽放下邻近层的瓦斯。
3、采空区抽放
通常的采空区抽放有密闭抽采、上隅角吊管抽采、通过横贯埋管利用沿空留巷抽采、高抽巷、从地面和井下向采空区打钻。
密闭抽采示意图
上隅角插管抽采示意图
通过横贯埋管利用沿空留巷抽采示意图
高抽巷示意图
地面向井下采空区打钻抽采示意图
三、瓦斯抽采设备与设施及适用条件
1、1、目前我矿使用的钻车和钻具有:
(1)ZDY-4000L型煤矿用履带式全液压坑道钻车,该钻车适合巷道空间较大施工本煤层和邻近层钻孔;
(2)ZDY-4000LP型煤矿用履带式全液压坑道钻车主要适用于掘进或回采巷道采取跨越障碍物的方式施工本煤层钻孔;
(3)CMS-4200/80煤矿用深孔钻车、CMS-6200/80煤矿用深孔钻车适用于煤层较干、地质条件相对稳定、构造较少、空间较小巷道施工钻孔。
(4)CMS1-4000/55型煤矿用深孔穿层钻机对空间要求较低,常用各类邻近层位穿层钻孔的施工。
我矿目前抽采钻孔直径一般为Φ113mm,扩孔直径为Φ153mm,施工煤柱孔直径为Φ194mm。
常用钻杆直径为Φ73mm。
2、抽采泵
抽采泵一般有水环式真空泵、离心式鼓风机、回转式鼓风机三种。
水环式真空泵离心式鼓风机回转式鼓风机
1、离心式鼓风机是利用装有许多叶片的工作旋轮所产生的的离心力来挤压空气,以达到一定的风量和风压的。
这种压缩机由于它工作时不断地将制冷剂蒸汽吸入,又不断地沿半径方向被甩出去,所以称这种型式的压缩机为离心式压缩机。
其中根据压缩机中安装的工作轮数量的多少,分为单级式和多级式。
如果只有一个工作轮,就称为单级离心式压缩机,如果是由几个工作轮串联而组成,就称为多级离心式压缩机。
在空调中,由于压力增高较少,所以一般都是采用单级,其它方面所用的离心式制冷压缩机大都是多级的。
单级离心式制冷压缩机的构造主要由工作轮、扩压器和蜗壳等所组成。
压缩机工作时制冷剂蒸汽由吸汽口轴向进入吸汽室,并在吸汽室的导流作用引导由蒸发器(或中间冷却器)来的制冷剂蒸汽均匀地进入高速旋转的工作轮3(工作轮也称叶轮,它是离心式制冷压缩机的重要部件,因为只有通过工作轮才能将能量传给汽体)。
汽体在叶片作用下,一边跟着工作轮作高速旋转,一边由于受离心力的作用,在叶片槽道中作扩压流动,从而使汽体的压力和速度都得到提高。
由工作轮出来的汽体再进入截面积逐渐扩大的扩压器4(因为汽体从工作轮流出时具有较高的流速,扩压器便把动能部分地转化为压力能,从而提高汽体的压力)。
汽体流过扩压器时速度减小,而压力则进一步提高。
经扩压器后汽体汇集到蜗壳中,再经排气口引导至中间冷却器或冷凝器中。
2、回转式鼓风机属于风机的一种,是通过压缩空气来实现曝气,又叫曝气鼓风机。
它主要由电机、空气过渡器、鼓风机本体、空气室、底座(兼油箱)、滴油嘴六部份组成。
回转式鼓风机结构精巧,主要由下列六部分组成:
电机、空气过渡器、鼓风机本体、空气室、底座(兼油箱)、滴油嘴。
鼓风机靠汽缸内偏置的转子偏心运转,并使转子槽中的叶片之间的容积变化将空气吸入、压缩、吐出。
在运转中利用鼓风机的压力差自动将润滑送到滴油嘴,滴入汽缸内以减少摩擦及噪声,同时可保持汽缸内气体不回流。
1、体积小、风量大、噪声低、耗能省(回转式鼓风机采用运转压缩空气的原理,虽然体积小,但风量大、节能,静音运转是其他形式的风机无法比拟的;
2、运转平稳,安装方便(小型机种运转时只要放置妥当则振动很小,不需要加装防振装置,安装方便);
3、抗负荷变化,风量稳定(例如:
污水处理曝气槽压力变化,则负荷变化,但风量随压力变化而变化甚微)。
4、附有空气室,散气平稳(全部机种附有空气室,可防止空气脉动,散气平稳);
5、材质精良,结构巧妙,性能卓越(鼓风机全部采用优质的材料,结构精巧,坚固耐用,性能卓越,长期使用故障少);
6、保养简单,故障少,寿命长(低转速,磨损小,寿命长)。
水环式真空泵的优缺点对比
瓦斯泵类型
优点
缺点
适用条件
水环式真空泵
1、真空度高,如用油代替水做工作液时,真空度可以达99.5%
1、流量与鼓风机相比小多
1、适用于瓦斯抽出量较小,煤层透气性低,管路系统阻力大,需高负压抽放瓦斯矿井
2、工作轮内充满水,起防爆阻焰作用,比较安全。
2、适宜作负压抽瓦斯,不适宜即作抽出又作长距离正压输出用
2、适用于在井下个别区域单独抽放或试验区进行试验用
3、结构简单,运转可靠。
水环式真空泵常见的故障及处理方法
故障现象
故障原因
处理方法
真空度降低
1、管路密封不严,有漏气之处;
1、拧紧法兰螺钉或更换衬垫
2、密封填料磨损
2、更换填料
3、叶轮与端盖间隙过大
3、拆开调整间隙,中小型泵间隙应为0.15mm,大泵0.2mm
4、水环温度过高
4、增加进水量,并降低进水温度。
抽气量不够
1、泵的转数不足规定转数
1、如电动机转数不符合规定则更换电动机,如电压不足提高电压
2、叶轮和端盖间隙过大
2、减少端盖和泵体之间衬垫来调节,更换新填料
3、填料密封漏气
3、更换新填料
4、吸入管道漏气
4、拧紧法兰螺钉或更换衬垫
5、供水量不足和质量不好
5、增加供水量
6、水环温度过高
6、增加供水量来降低温度
零件发生高热
1、个别零件不够
1、更换不合格零件
2、零件装配不正确
2、重新正确装配
3、润滑油不足或质量不好
3、增添润滑油或更换符合规定质量的油
4、密封冷却水和水环的水量供给不足
4、增加水量
5、轴密封填料过紧
5、调整盘根的松紧度
6、转子歪斜
6、检查校正
7、轴弯曲
7、检查校正
抽放泵体振动
地脚螺丝松动
拧紧地脚固定螺丝
1.地面固定瓦斯抽采泵站设施必须符合下列要求:
1必须使用不燃性材料建筑并有防雷装置。
距进风井口和主要建筑物不得小于50m,并用栅栏和围墙保护。
2泵站内和泵站周围20m范围内严禁堆积、存放易燃物及使用明火。
3瓦斯泵及其附属设备至少应有1套备用。
4泵站内电气设备、照明和其他电器仪表都应采用矿用防爆型,否则必须采取安全措施。
5泵站内必须有直通调度室的电话。
并安设自动监控系统,能够监控、监测抽采管道的瓦斯浓度、流量和压力等参数。
6干式瓦斯泵的吸气侧管路系统中,必须安装防回火、放回气和防爆炸的安全装置,定期检查,保持良好。
7泵站放空管的出口高度应超过泵站房顶3m以上。
8泵站必须专人值班,经常检查运行情况,监测各项参数,并做好记录。
当停止瓦斯泵运转时必须立即向调度室汇报。
2.井下临时瓦斯抽采泵站的设置应遵守以下规定:
1应设置在需抽采瓦斯地点附近的新鲜风流中。
2所安装地点巷道的高度、长度、宽度等应符合安装要求。
附近巷道应地质构造稳定,支护良好。
3安装时应考虑使用期限,若长期使用应安装同型号备用泵。
4临时泵站抽出的瓦斯可排到地面、总回风巷和分区回风巷。
但必须保证稀释后的瓦斯浓度不超过《煤矿安全规程》的相关规定。
5建有地面永久抽采系统的矿井,临时泵站抽出的瓦斯可输送到永久抽采系统管路内,但必须使矿井的瓦斯浓度符合有关规定。
6抽出的瓦斯排入回风巷时,在瓦斯管路出口处必须设置栅栏、悬挂警戒牌等。
栅栏位置应在上风侧距管路出口5m,下风侧30m。
7在下风侧栅栏外必须设甲烷断电仪或安全监控系统的甲烷传感器,当回风流中瓦斯浓度超限时,可报警断电并处理。
3、抽采管路
目前我矿共有抽采管路82085m,主管路1215m,干管路32855m,支管路48010m。
其中D711mm抽采管路有29580m,D610mm抽采管路有4230m,D630mm抽采管路有75m,D426mm抽采管路有7075m,D325mm抽采管路有32895m,D315mm抽采管路有8035m,D200mm抽采管路有200m。
瓦斯管直径选择的恰当与否对抽放瓦斯系统的建设投资及抽放效果均有影响。
管径太大,投资越多,直径过细,阻力损失大。
故一般根据主管、分管、支管中不同瓦斯流量,并考虑运输和安装方便的情况下,采用下面计算公式来合理选择瓦斯管径。
d=0.1457(Q/v)1/2
其中d-瓦斯管内径,m
Q-瓦斯管内流量,m3/min
v-瓦斯管内流速,一般取5-15m/s。
4、管道系统的附属设备
(1)阀门
在瓦斯管路(主管、干管、分管)上和钻场连接处,均需安装阀门。
主要用来调节与控制各个抽放地点的抽放负压、瓦斯浓度、抽放量等;同时修理和更换瓦斯管路可关闭阀门切断通道。
(2)计量装置(孔板流量计)
煤矿抽采瓦斯,广泛使用径距取压法的孔板流量计,而孔板的孔径多为瓦斯管道直径的1/2,当瓦斯流量较小时,孔板直径可小于管径的1/2。
孔板流量计主要由孔板、测量嘴和钢管组成。
(3)瓦斯流量计算方法
Q纯=Q混*瓦斯浓度
Q混=K*b△h*Sp*ST
Q纯--标准孔板的纯瓦斯流量
Q混--标准孔板的混合瓦斯流量
K--孔板流量校正系数
b--瓦斯浓度校正系数=1/1-0.00446X
X--混合气体中的瓦斯浓度
△h--孔板前后压差
Sp--压力校正系数
ST--温度校正系数
四、瓦斯抽采操作技术
1、钻孔施工
当作业人员进入进入施工地点后,根据设计必须认真对钻孔定位,包括倾角、方位角、钻孔间距等。
钻孔方位角的确定:
有当班组长用罗盘或者其他测量器具量出设计中所规定的钻孔方位角、倾角,安装钻孔施工的机架,然后通过转盘调整方位及钻机跑道,并在开孔时,把钻机的跑道,按设计所需的仰角调整。
钻孔间距应根据钻孔设计来确定位置,前后误差不得超过1m。
2、封孔方法
1)普通本煤层钻孔两堵一注
。
封孔操作方法
1、准备封孔材料。
2、在封孔管PVC上绑好封孔器和挡圈。
3、将两A、B封孔药液(一红一两白)在容器内搅拌到轻微发白。
4、将搅拌好的聚氨脂封孔药液迅速倒在封孔器上,待封孔药液发白时,快速将封孔管和导流管送入孔内。
5、封孔管送入孔内后,钻孔孔口用水泥砂浆封堵,封堵长度为0.3-0.5m。
6、注浆时,通过导流管连接注浆泵将聚氨酯注入钻孔内,直到聚氨酯药液溢出为止,并用木楔堵好孔口。
(2)特殊本煤层钻孔封孔方法
封孔工艺为:
1、在封孔器上设置3道挡圈+麻袋聚胺酯,2、封孔器5、10米的位置为水泥注浆段3、封孔段内预埋两根导流管,用于注浆(一根用于注浆,一根用于回浆)。
3)松软煤层下一步推广应用封孔方法
采用三囊袋封堵器的封孔堵漏工作原理分为两个过程来实现:
带压注浆封孔(一次封孔)和漏气处置(二次封孔)。
1-注浆管;2-漏气处置管;3-联接阀;4-1#囊袋;5-单向阀;6-2#囊袋;7-爆破阀;8-瓦斯抽采管;9-3#囊袋;10-筛孔管
带压注浆(一次封孔)
钻孔成孔后,插入指定深度的筛管,通过变接联接三囊袋封孔器和筛管,然后在封孔器末端插入注浆管和二次堵漏注浆管。
在封孔器后联接4根4m的PVC瓦斯抽采管,孔口处联接好抽采管,用铁丝绑紧,然后对钻孔进行初次封孔。
搅拌好水泥基注浆材料后,通过注浆管进行注浆。
浆液将先充满1#、2#、3#三个囊袋,实现囊袋与钻孔壁的紧密接触;之后注浆压力会升高,当压力升高到爆破阀7的设计爆破压力之后,爆破阀将会被打开注浆,带压力的浆液将会在充满2#、3#囊袋之间的空间之后,进入到钻孔壁的裂隙,实现对钻孔壁的注浆,至此完成了初次注浆封孔。
漏气处置(二次封孔)
在初次注浆封孔一周之后可以进行二次注浆。
利用外接高压注浆泵的堵漏注浆管2,在压力作用下,将漏气处置材料注入到1#囊袋和2#囊袋之间的空间及两囊袋周围的裂隙进行充填,以实现二次堵漏。
4)邻近层钻孔封孔方法
封孔操作方法
1、在施工完毕的钻孔内插入铁管进行护孔。
2、准备封孔材料。
3、在封孔管PVC上绑好封孔器和挡圈。
4、将两A、B封孔药液(一红一两白)在容器内搅拌到轻微发白。
5、将搅拌好的聚氨脂封孔药液迅速倒在封孔器上,待封孔药液发白时,快速将封孔管和导流管送入孔内。
6、封孔管送入孔内后,钻孔孔口用水泥砂浆封堵,封堵长度为0.3-0.5m。
7、注浆时,通过导流管连接注浆泵将聚氨酯注入钻孔内,直到聚氨酯药液溢出为止,并用木楔堵好孔口。
5)水泥砂浆封孔
(1)人力封孔
该方式在封孔前,需用水或压风将孔内残存煤、岩钻屑清洗干净,然后放入套管。
管径25-108mm。
往孔内送泥可用专用工具或将水泥做成圆柱形分次送入,每送泥0.3-1m,加放一个木塞,并用力捣实,直到封完钻孔。
(2)
预先封孔法
预先封孔是先用直径127mm钻头开孔,当钻进到预定深度后,向孔内塞满水泥砂浆,边送边将水泥砂浆捣实,然后向孔内压入直径89mm的套管。
为防止套管偏斜,孔口周围用木楔固定,待水泥砂浆凝固后,再以直径73mm钻头通过套管向前钻进。
3、抽采钻孔观测操作方法
光学瓦斯观测器的操作:
1)外观检查2)药品检查3)气密性检查4)电路检查5)光路检查6)精度检查
瓦斯测定方法:
(1)吸气:
用胶皮管将负压采样器出气口与光学瓦检仪的进气口相连,再用胶皮管将负压采样器进气口与16#空心螺栓铜嘴相连,把待测钻孔的螺杆拧下(若发现待测钻孔内水雾较大时,应抽10-30s待水雾较小时),将16#空心螺栓拧在观测眼上,(在确定所连接的软管无折弯、漏气的情况下)连续抽动负压采样器10—15次定位置,使被观测的气体进入仪器室;取下连接管光学瓦检仪软管。
(2)读数:
按下光源开关,由目镜读出黑基线位移后靠近的整数数值,然后顺时针转动微调螺旋,使黑基线退到和该整数刻度相重合的位置,从微读数盘上读出小数值,整数位读数与小数位读数相加即为该点的实际瓦斯浓度。
(3)负压测定
(1)首先观测所携带的“U”型汞柱计是否清晰,完好
如果不清晰或不完好,必须重新更换。
(2)连接:
把16#空心螺栓拧在观测眼上,并用胶管将
16#空心螺栓铜嘴与“U”型汞柱计一端相联接。
(3)读数:
“U”型汞柱计液面差值即为该钻孔负压
(单位为mmHg)。
(4)若“U”型汞柱计两液面跳动频繁,长时间不能
稳定时,应检查管路内是否有积水,待检查处理完毕后
再进行观测。
(4)钻孔节流(动压)测定
(1)首先观测所携带的“U”型水柱计刻度是否清晰、
皮托管的畅通性;如果不清晰或不畅通,必须进行重新
更换。
(2)连接:
皮托管两个连接口与“U”型水柱计两端
相连接。
(3)测量:
把连接软管捏住后将皮托管伸入观测眼中
要求皮托管测压头与气流方向相对,同时放开连接软管。
(负压较大的地方可选用“U”型汞柱计进行测量)
(4)读数:
通过移动皮托管位置(观测眼的上部,即
0.88r、中间、底部即0.88r)利用“U”型水柱计读取
三个压力差值,三个压力差值的平均数即为钻孔当前动
压值(单位为mmH2O)。
(5)空盒气压计
目前矿井大部分使用补偿空盒气压计DYM3型,测量巷道内的某一绝对压力。
操作:
将补偿空盒气压计安置在待测地点,气压计指针稳定后,观测者应垂直刻度盘面读数取指示值,即为该点的绝对压力。
(6)温度测定
空气的温度是影响矿内气候条件的主要因素,而抽放管内的温度与瓦斯流动速度有关。
它能直接反应抽放管的承载速度和摩擦阻力,以及影响抽放瓦斯量的情况,所以在井上、下瓦斯管路观测时经常要使用温度计。
五、提高瓦斯的抽采方法
对于透气性低、较难抽出瓦斯的煤层,采用常规的钻孔布置方式预抽煤层瓦斯时,往往达不到所要求的抽放效果。
为了解决开采层采掘工作面瓦斯涌出量大的问题,就要采用提高开采层瓦斯抽放量的方法,即通过各种手段,人为强迫沟通煤层内的原有裂隙网络或产生新的裂隙网络,使煤体透气性增加,这种方法称为强化抽放瓦斯方法。
提高开采层瓦斯抽放量的途径大致有以下几种
(1)增加钻孔的暴露面:
1)加大钻孔的直径;
2)增加钻孔深度;
3)适度增加钻孔密度
(2)提高抽采负压
(3)延长钻孔抽采时间
(4)改变煤层透气性
1)高压水力压裂(割缝)技术;
2)CO2预裂增透技术;
3)深孔爆破松动、致裂泄压法;
4)物理化学卸压法
5)其他机械、密钻孔卸压法。
(5)深孔交叉布孔
改变煤层透气性方法
1)高压水力压裂(割缝)技术抽采效果对比分析
采取压裂(割缝)增透后的钻孔与常规钻孔的瓦斯浓度对比,经观测计算得出,采取压裂(割缝)综合增透钻孔的平均瓦斯抽采浓度是常规钻孔的2.65倍;从瓦斯抽采纯流量测定的结果可以看出,采取压裂(割缝)综合增透的钻孔,其平均瓦斯抽采纯流量是常规钻孔的2.59倍。
2)二氧化碳预裂增透技术抽采效果对比分析
采取二氧化碳预裂后瓦斯浓度为47%-91%,预裂钻孔单孔平均瓦斯抽采量为0.085m3/min,而该顺槽未采用CO2预裂的本煤层钻孔平均瓦斯抽采量为0.028m3/min,采用CO2预裂的本煤层钻孔单孔平均瓦斯抽采量较未预裂钻孔提高了2倍。
3)深孔爆破原理是:
利用炸药爆炸瞬间产生的爆轰压力和高温高压爆生气体,使
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