世界难题“高瓦斯低透气性煤层卸压增透”取得突破

   日期:2008-08-13     浏览:1348    评论:0    

    在瓦斯灾害防治领域,高瓦斯低透气性煤层卸压增透是世界性难题。解决煤层开采过程中的瓦斯涌出问题的主要措施是瓦斯抽放,加强瓦斯抽放、实现“先采后抽”已被确立为瓦斯治理的治本之策。但是,矿井瓦斯抽放能否成功,除技术本身的原因以外,还受煤田地质条件的制约。我国煤储层的构造复杂,煤层多强烈变形,许多高瓦斯煤层均属于低透气性煤层,如安徽淮南和淮北、河南平顶山等矿区的煤层遭受过强烈构造变形,使原有的裂隙系统被破坏,煤体发生不同程度的破碎,以致煤层渗透率降低、透气性变差。由于煤层透气性差导致钻孔有效影响范围小,工作面钻孔施工工作量大,在渗透性差的矿井要强制推行地面抽采难度非常大,效果也是微乎其微。

    鉴于上述煤层赋存的特点,随着我国煤矿开采深度的逐步加大,瓦斯问题日趋严重,以前的研究工作,虽然起到了从理论带哦技术上对煤层卸压增透效应,但是高瓦斯低透气性煤层卸压增透理论体系尚不完善,有关技术措施引起的由应力场、裂隙场和瓦斯流动场构成的三场耦合演化规律还需要深入系统的研究,由于卸压范围有限和较大的不均衡性,一方面可能造成工程量大导致经济效益较低,另一方面导致局部区域卸压不充分给矿井的采掘接替埋下隐患。中国矿业大学安全工程学院研究人员在综合分析前人研究成果并结合自身研究经验的基础上,有机结合高压磨料射流钻割一体化技术和煤岩体深孔控制爆破技术,开发了有效的有效的煤层卸压增透技术及装备,扩大了钻孔有效影响的范围。

    新技术实现了穿层(高位巷或低板岩巷) “钻”、“割”、“爆”、“抽”四位一体技术运用和顺层(本煤层)“钻”、“割”、“抽”三位一体技术应用,达到了煤体卸压增透从单元体到区域性整体转换的目的,从根本上解决了原有单个技术措施在执行过程中所出现卸压不充分而导致事故发生的问题,完善了将机械钻孔与高压磨料射流钻割相结合的钻割一体化装备及相应的操作工艺以解决应用过程中的排粉问题。新技术缩短了抽放时间30%左右,同时提高了巷道掘进速度30%~50%,在确保矿井安全生产的同时较大幅度的提高了经济效益。此外由于提高了瓦斯抽放率20%~30%,使得通过抽放系统得以利用的瓦斯总量有所增加,从能源开采角度也在一定程度上提高了经济效益,从环境保护角度考虑减少了温室气体的排放。  

 
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