关于提高底板岩巷穿层钻孔瓦斯抽放效果的思考
【摘 要】当钻孔开挖后,煤层的变形、强度以及整体稳定性有明显的时间效应。假设煤体在重分布应力状态作用下,首先表现为粘弹性状态,在进入塑性表现为理想塑性的性状,而其塑性限时随时间而有所降低的。本文主要探讨如何提高底板岩巷穿层钻孔瓦斯抽放效果。
【关键词】底板岩巷穿层;钻孔;瓦斯抽放
钻孔施工是瓦斯抽放的基础,随着技术的发展,选择钻孔施工工艺时现在至少已经有了两个选择,其一是传统的旋转钻进工艺,其二是深孔定向钻进技术。深孔定向钻进技术使用孔内马达钻进,高压水通过钻杆输送至孔内马达,孔内马达的转子在高压水的作用下通过U型接头、前端轴承带动钻头旋转,在钻进过程中,只有钻头和孔内马达的驱动头旋转。随钻测量系统能按照要求随时测量孔底参数,并自动计算轨迹描绘所需的参数。
1 抽放瓦斯的重要性
保护层开采时,由于采动影响,在顶板和底板的围岩内产生裂隙,并造成邻近煤层的卸压,引起瓦斯的卸压流动效应。这时,邻近煤层与围岩中的大量卸压瓦斯,通过层间的裂隙涌向保护层的回采工作面,严重威胁安全生产。如保护层不能很好地开采,则突出煤层得不到保护。因此,在开采保护层的同时,必须抽放邻近煤层的卸压瓦斯,这是保证有突出危险煤层的矿井安全高产的必要条件。
经验证明,在保护层与突出层的层间距离为6~8 m,保护层工作面从开切眼回采至突出层初次卸压时,会产生大量卸压瓦斯突然喷出,并在保护层工作面造成事故。因此,在工作面回采初期,必须对突出层进行瓦斯抽放工作。
在远距离保护层开采时,突出层的卸压瓦斯不涌入保护层的回采工作面,其原因可能是由于层间距大,突出层卸压不够充分。为了弥补卸压的不足,并能完全消除突出层的突出危险,也需对突出层进行抽放。这种抽放就成为扩大保护效果的技术措施。在此情况下,所抽出的卸压瓦斯浓度高,抽放的流量不大,抽放期很长。保护层开采时的瓦斯抽放,可以充分开发矿井瓦斯(甲烷)资源,并进行综合利用,这是值得推广的一项重大技术措施。
2 底板岩巷穿层钻孔瓦斯抽放的技术原理
煤层瓦斯抽放钻孔根据瓦斯抽放形式主要分为采前预抽钻孔、掘前预抽钻孔、边采边抽钻孔、边掘边抽钻孔等;根据钻孔的布置形式主要分为走向水平长钻孔、倾向水平长钻孔、倾向斜钻孔、工作面防突钻孔等。一般对于煤层硬度高、瓦斯含量高、结构完整且煤层透气性好的中厚煤层多采用水平或倾向长钻孔进行采前预抽,而对于煤层透气性差,容易发生突出危险的煤层,一般在巷道掘进期就要布置防突钻孔进行边掘边抽,在回采过程中还要布置倾向斜钻孔进行边采边
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