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摘要:在我过的煤矿事故中,有很大一部分都是瓦斯事故,主要表现形式有:瓦斯爆炸,瓦斯突出和瓦斯窒息等。因此必须把瓦斯治理作为煤矿安全的第一要务来抓,本文主要针对瓦斯抽放技术和如何提高瓦斯抽放效率进行了简单阐述。
关键词:瓦斯抽放 效率 技术
煤炭能源一直在我国一次能源消费中占有很大比重,煤炭行业也是关系我国经济命脉的基础能源产业,所以煤炭企业安全问题尤为重要。在所有煤矿灾害事故中,尤以瓦斯事故为重,其中主要以煤与瓦斯突出以及由瓦斯超限而造成的瓦斯爆炸为最主要的表现形式。瓦斯灾害已成为制约高效集约化开采技术发展和安全生产的最重要因素,常规或单一的瓦斯灾害防治技术已不能满足煤矿高效安全生产的需要,强化瓦斯抽采才和提高瓦斯抽放效率是防止瓦斯灾害事故最有效的根本途径。
一、瓦斯抽放技术的发展和现状
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年在龙风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。特别是近十年来,随着煤炭工业的发展,矿井数量及煤炭产量迅速增加,矿井向深部延伸过程中,一些低瓦斯矿井变为高瓦斯矿井和突出矿井,因此需要抽放瓦斯的矿井越来越多,由此带动了中国煤矿瓦斯抽放技术的迅速发展,目前瓦斯抽放技术在煤矿生产中得到了普遍的推广应用。
我国的瓦斯抽放技术经过了以下几个阶段:
1.高透气性煤层瓦斯抽放阶段。50年代初期,在抚顺高透气性特厚煤层中首次采用井下钻孔预拄煤层瓦斯,获得了成功,解决了抚顺矿区向深部发展的安全关键问题,而且抽出的瓦斯还被作为民用燃料得到了应用。
2.邻近层卸压瓦斯抽放阶段。5O年代中期,在开采煤层群的矿井中,采用穿层钻孔抽放上邻近层瓦斯的试验在阳泉矿区首先获得成功,解决了煤层群开采中首采工作面瓦斯涌出量大的问题。此后在阳泉又试验成功顶板收集瓦斯巷(高抽巷)抽放上邻近层瓦斯,抽放率达60~70%。60年代以后,邻近层卸压瓦斯抽放技术在我国得到了广泛的推广应用。
3.低透气性煤层强化抽瓦斯阶段。由于在我国~ 些透气性较差的高瓦斯煤层及突出危险煤层采用通常的布孔方式预抽瓦斯的效果不理想、难以解除煤层开采时的瓦斯威胁,为此,从60年代开始,试验研究了多种强化抽放开采煤层瓦斯的方法,如煤层注水,水力压裂,水力割缝,松动爆破,大直径(扩孔)钻孔,网格式密集布孔,预裂控制爆破,交叉布孔等。在这些方法中,多数方法在试验区取得了提高瓦斯抽放量的效果,但仍处于试验阶段,没有大范围推广应用。
4.综合抽瓦斯阶段。为了解决高产高效工作面瓦斯涌出源多、瓦斯涌出量大的问题,必须结合矿井的地质条件,实旖综合抽放瓦斯。所谓综合抽放瓦斯就是:把开采煤层瓦斯采前预抽、卸压邻近层瓦斯采后抽及采空区瓦斯采后抽等多种方法在一个采区内综合使用,使瓦斯抽放量及抽放率达到最高。
二、影响瓦斯抽放效率的技术问题和主要因素有以下几点
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工作面瓦斯涌出的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,邻近层抽放方法得到广泛应用。另外,有的矿井常常忽视对开采层、采空区及围岩瓦斯的抽放。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明的重要原因之一。
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。我国大多数矿井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。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、抽放负压等参数的选择都会对抽放率产生一定的影响。
3.抽放时间不充分。在我国一些矿井中,因抽放巷道布置不当,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,使钻孔失去了最佳抽放和有效抽放时问,导致抽放率不高。
4.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、含有瓦斯的围岩及主采层突出层以外的煤层抽放。
5.煤层透气性的影响。国内一些抽放率不高的矿井,其煤层透气性都比较差,提高这类矿井的瓦斯抽放率,要采取加大煤层透气性的措施,如不割缝、水力压裂、深孔爆破等,对于不同的瓦斯地层,各种方法的效果也不尽相同。
三、如何改进瓦斯抽放技术提高瓦斯抽放效率
1.合理选择抽放方法。合理选择抽放方法是提高抽放效果的关键,选择抽放方法应深入分析煤层赋存条件、瓦斯来源及涌出规律、开采布置及开采程度、瓦斯利用前景等。按照瓦斯来源可以分为本煤层抽放瓦斯和邻近层抽放瓦斯。本煤层抽放瓦斯的适用条件是当井下开采工作所遇到的瓦斯来自开采层本身时,只有抽放开采层本身的瓦斯才能解决瓦斯问题材,这种方法用于透气性效果良好的煤层会收到很好的效果,一般认为透气性不好的煤层效果较差。邻近煤层抽放瓦斯适用于地压活动明显,开采层上下相邻煤层内的瓦斯涌入开采层的采煤工作面而威胁生产时,采取这种方法,可消除瓦斯威胁,大多数矿井都采用这种方法。一般来说,选择抽放方法和形式的时候,要考虑瓦斯来源、煤质状况、采掘因素、时间配合和抽放工艺等因素。
2.扩大抽放范围。①要合理增加钻孔数目来扩大抽放面积:②要增加抽放煤层及抽放区域。
莎士比亚喜剧小丑拉瓦契《终成眷属》写于1604年,是莎士比亚得名的“问题剧”或“灰色喜剧”的三部作品之一。该剧选编自意大利作家薄伽丘的《十日谈》里第三天的第九个故事。它描述的是一个知名医生的遗孤,海丽娜,爱上罗西昂伯爵勃特拉姆,最后俘获了意中人的心,如愿以偿地和他结成眷属的故事。剧中国王病重无药可医,海丽娜用父亲留下的秘方,奇迹的治好了国王的病,由国王指婚给勃特拉姆。但因其出生低下,勃特拉姆勉强和她结婚,在新婚当夜逃往弗罗棱。之后她迅速赶往弗罗棱,假扮成老寡妇的女儿狄安娜,用了床上换人的计谋拿到勃特拉姆世代相传的指环,并怀上了他的孩子。当所有事情都澄清的时候,勃特拉姆心甘情愿回到她的身边,成就美好的姻缘。
和莎翁其他的喜剧不同,这部剧没有常见的欢乐气氛和乐观情绪,常常提及的是人与人之间的尔虞我诈,见机行事和背信弃义。此剧中的小丑拉瓦契也被广泛的认为是个“爱耍泼的流氓和不开心的”苦人儿。与莎士比亚其他喜剧中的小丑相比,拉瓦契表现出来的粗俗猥亵下流是很难见到的。他率性而行,常以性和贞洁大发议论,对待周围的人的态度也非其他小丑那样的谦卑恭敬。从一出场拉瓦契就表现出俗不可耐,尽干坏事,巴不得伯爵夫人把他早点赶出家门。他是第一个提出小丑的身份不该是世代相传,希望有自己的孩子,有自己的朋友,从而受到上帝的眷顾。此点极少在其他小丑嘴中听到,或许就因为他的粗俗和直率,让他在莎剧众多的小丑也格外醒目。
《终成眷属》中莎翁用了214行描述拉瓦契。与《皆大欢喜》中的试金石和《第十二夜》中的费斯特相比,拉瓦契不够沉着老练两面三刀,也不够活泼乖巧,第一次出场就被伯爵夫人骂得狗血淋头。
他第一次出场在第一幕第三场,伯爵夫人称他为“狗才”,让他滚出去,因其“很会去干那些勾当的”,而且也不是没有“干坏事的本领”。(第一幕,第三场)可见拉瓦契在家中并不受主人欢迎,也不会刻意去讨好别人,大家说起他都是“种种坏话”。(第一幕,第三场)怪不得伯爵夫人一见到他就要生气。拉瓦契的身份在此剧中并不仅仅是调笑供人愚弄的角色。当海丽娜离开罗西昂到宫廷为国王治病,伯爵夫人差遣拉瓦契作为信使给海丽娜送信,并向勃特拉姆问好。可见拉瓦契并非身体残疾,智力低下,豢养在官邸中只会供人愚弄的小丑。在第四幕第五场,当伯爵夫人向拉佛(剧中的一位重臣)说起拉瓦契时,提及他是个“肆口胡言”,“没有分寸”的人,“爱拿谁开玩笑,就拿谁开玩笑”。(第四幕,第五场)在伯爵夫人的眼中拉瓦契一直有点没大没小,不知道自己卑贱的地位,也不知改刻意讨好他人。
伯爵夫人派拉瓦契到宫廷中给海丽娜送信时,拉瓦契和罗西昂伯爵的侍从帕洛第一次“交锋”。帕洛在剧中被描述为一个两面三刀,胆小怕事,却生性喜欢吹嘘的家伙。他假装自己非常勇敢,但打仗的时候偷偷逃跑。他怂恿勃特拉姆抛弃海丽娜,勾引寡妇的女儿纯洁的处女狄安娜,却在背后煽风点火,让狄安娜提防好色的勃特拉姆。
当帕洛问起伯爵夫人的安康,拉瓦契说:“把她的皱纹给你,把她的钱给我,我愿她像你所说的一样。”(第二幕,第四场)拉瓦契谴责帕洛搬弄是非,告诫他“舌头往往是败事的祸根”。(第二幕,第四场)帕洛称拉瓦契是“混蛋”,拉瓦契将话锋一转,直接指出帕洛是“气死混蛋的混蛋”。(第二幕,第四场)在此拉瓦契聪明地承认自己是混蛋,但帕洛也难逃这个称谓。平日机灵的帕洛此时无言以对,只能自嘲,“你这傻子就会耍嘴皮,你那一套我早就摸透了”。拉瓦契含讥带讽地嘲弄道“你是从自己身上把我摸透的吗,先生,还是别人教的?你应该好好摸摸,从你身上多摸出几个傻瓜来,可以叫世界上帝人多取乐,多笑笑。”(第二幕,第四场)从帕洛和拉瓦契的对话中我们可以看出拉瓦契聪慧过人,在这简短的对话当中,拉瓦契善用用帕洛掷出的矛直戳帕洛的盾,指出帕洛的弱点,用机智的言辞淋漓尽致地讥笑帕洛。这样的回答让人拍手称快,拍案叫绝。
当帕洛的计谋被识破,拉瓦契并未向其表示同情。再一次见面时,他们的位置对调,帕洛讨好地称拉瓦契为“好拉瓦契先生”,“有劳你,大哥”,帕洛则是“泥坑里捞上来的鱼”,“不带麝香的猫”,“寒酸倒霉的蠢东西坏家伙”。(第五幕,第二场)这些尖酸的话语在试金石和费斯特中很少见到,也凸显了拉瓦契的正义感和明辨是非的特质。
此剧中,拉瓦契喜欢顾影自怜,他一出场就乞求伯爵夫人答应他和伊丝贝尔结婚。他宁愿娶了妻子,带着妻子孩子到外面去做个乞丐,而不愿在官邸当个供人愚弄的“苦人儿”。当伯爵夫人问他结婚的缘由时,他回答他过去是个“坏人”,希望通过结婚“痛改前非”。(第一幕,第三场)“做用人的不一定世世代代做用人”,如果一辈子没有一个“亲生的骨肉”,(第一幕,第三场)他永远得不到上帝的祝福。在莎剧的众多小丑里,他是第一个提及脱离自己小丑身份的。他一直宣称他不想做一辈子的用人。这很明显可以猜测出为何拉瓦契在外故意作恶,想让自己的恶行传到伯爵夫人耳中,好把自己赶出家门。
当拉瓦契遇到拉佛时,他说道“把男人的妻子骗走,替他越俎代庖”,“我把我常耍的这小棍给他妻子,这就也为她干活了”。(第四幕,第五场)“小棍”在此指代的是男性的生殖器。拉瓦契又将自己的话题引向性方面。很明显,他知道自己的猥亵,但他为自己污秽的言辞嘲讽。
除了自我嘲讽,拉瓦契称自己为先知,“用讽谕的方式,宣扬人生的真理”。(第一幕,第三场)他用玩世不恭的态度宣扬对爱情和婚姻的见解。
拉瓦契一直被认为是个粗俗的小丑,他对性和表现出高昂的热情。似乎性或是他唯一关注的话题。他请求伯爵夫人答应他和伊丝贝尔结婚,提及结婚是“贱体”有这样的需要,受到“肉体的驱使”,不能不听从“魔鬼的指挥”。他称自己是个“举目无亲的人”,希望娶了老婆以后,可以靠着她“结识几个朋友。”(第一幕,第三场)这样话听着有点老鸨的味道,但却透着辛酸。暗示拉瓦契没有朋友,没有家人的孤苦无依的生活。后边他又提及这样的朋友“安慰了我的老婆,也就是看重我;看重我,也就是爱我;爱我,也就是我的好朋友”。(第一幕,第三场)对于这样的逻辑,让人哭笑不得。(第一幕,第三场)除了自我嘲弄,他讥讽那些戴绿帽子的人,“婚姻全都是命里注定,乌龟是天性生成”。(第一幕,第三场)他指出婚姻是天定,没有人能改变,戴绿帽子却是性格使然,也是没法改变的。
拉瓦契共提到两次伊丝贝尔。第一次是他请求伯爵夫人同意他的婚姻,第二次是他从宫廷里回来的时候。除了伊丝贝尔这个名字,拉瓦契没有对她进行任何的评价或描述。从他的话中我们很难猜测伊丝贝尔这位女子长什么样子,是做什么的,到底吸引他的是什么特质。而他与伊丝贝尔结婚的理由除身体需要外,就是想生个孩子,通过妻子多认识几个朋友。对他来说和伊丝贝尔结婚这件事和爱情和喜欢没有任何关系。但当他从宫廷回来时,他突然宣称对伊丝贝尔没什么兴趣,“对于伊丝贝尔这颗心就冷了起来”。(第三幕,第二场)和伊丝贝尔分开的原因和结婚的原因一样,让人摸不着头脑,“乡下的咸鱼没有京城里的咸鱼好,咱们乡下的姑娘也比不上京城里的姑娘俏”。(第三幕,第二场)从宫廷回来后拉瓦契对乡村女孩“没有胃口”,表现特别冷漠。
他的突然转变,貌似无理取闹,实际上暗示了勃特拉姆与海丽娜的婚姻。
勃特拉姆逼不得已娶了出生贫贱的乡下姑娘海丽娜,一直对其出身低微颇为不满,新婚之夜在帕洛的怂恿下逃到弗罗棱。可以说勃特拉姆最后接受海丽娜妻子的身份,无非看在肉体的驱使和海丽娜怀上孩子的份上。拉瓦契的爱情折射了宫廷爱情和贵族之间爱情的虚无和婚姻中的。对于拉瓦契来说,爱情本源自欲望,欲望在婚姻中达到极致。他点出婚姻的结合纯粹是的驱使,和爱情丝毫没有关系。
关键词:瓦斯抽采工艺选择 瓦斯抽采应用技术 薄煤层 小煤矿
中图分类号:TP2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(a)-0100-01
四川省煤矿瓦斯灾害严重,基础条件差,分布范围广,现有生产和建设煤矿1400多处,其中高瓦斯矿、煤与瓦斯突出矿井占36%以上。截至2011年底,四川省已有近400多个矿井建立有地面固定瓦斯抽采系统。由于四川很多小煤矿的煤层的透气性低,煤层赋存条件差,煤层厚度多数在2m以下,开采1.3m以下薄煤层的占70%,且厚度小于0.8m的极薄煤层约占40%等客观原因,造成多数矿井的瓦斯抽采效果不理想,且方法多样无法正确选择。针对四川多对典型小煤矿进行了瓦斯基础参数考察及抽采工艺研究,现场进行了瓦斯抽采工艺的优化和调试,综合研究了小煤矿低透气性煤层瓦斯抽采工艺的选择,通过技术突破,工艺改正,提高了矿井瓦斯抽采与利用率,对四川小煤矿瓦斯抽采工艺的选择和瓦斯抽采系统的建设具有重要参考意义,同时也为研究四川煤矿的瓦斯抽采技术提供了基础。
1 瓦斯抽采工艺选择
瓦斯抽采方法概况起来分为三类:开采层瓦斯抽采、邻近层瓦斯抽采和采空区瓦斯抽采。结合四川煤矿的煤层赋存条件、开采情况等实际,重点介绍以下三大类型的抽采方法。
1.1 穿层钻孔抽采法
穿层钻孔抽采法是指利用煤层底板或顶板巷道、石门或者专用底板抽采瓦斯巷道布置钻场,向煤层或破坏裂隙带实施穿层钻孔。这种抽采法适用于开采有突出危险的单一中厚煤层的突出矿井或开采煤层群的矿井,或者煤层瓦斯含量高,采掘过程中瓦斯涌出量大的高瓦斯矿井。主要介绍常用的4种不同技术。
1.1.1 穿层钻孔抽采卸压瓦斯
对于开采保护层的突出矿井,必须设置专用抽采瓦斯巷道,抽采被保护层的卸压瓦斯,且专用抽瓦斯巷道不能因开采保护层而破坏。在被保护层底板抽采瓦斯巷道中,通常每隔15m~30m设置一个钻场,钻场规格一般为3m×2m,抽瓦斯巷道与被抽煤层的垂直距离不得小于10m,钻孔终孔点以穿透煤层且超过煤层顶板0.5m为准,终孔点间距一般取15m。
1.1.2 高位顶板(底板)穿层钻孔抽采采空区裂隙带瓦斯
高瓦斯矿井,通常以开采层回风巷作为专用抽采瓦斯巷道,每隔20m~35m布置一个钻场,每个钻场施工3个~5个顶板穿层钻孔,钻孔必须进入采空区裂隙带内,裂隙带的高度一般为采高的20~30倍。
1.1.3 底板穿层网格大面积预抽瓦斯
对于无保护层、单一中厚煤层开采的突出矿井,我们通常在煤层底板巷道中每隔15m~30m设置一个钻场,钻场规格一般为3(长)m×2(深)m,抽采巷道与被抽煤层的垂直距离不得小于10m,钻孔终孔点以穿透煤层且超过煤层顶板0.5m为准,终孔点间距一般取10m。
1.1.4 石门揭煤穿层预抽瓦斯
突出矿井,石门揭煤前,必须在石门周边5m~12m范围内布置钻孔,钻孔深度以穿透煤层且超过煤层顶板或底板0.5m为准,钻孔终孔间距为5m~8m,钻孔封孔后采用高负压抽采,抽采时间一般不低于3个月,且抽采达标,方可采取安全防护措施揭煤。
2.2 顺层钻孔抽采法
顺层钻孔抽采法是指在回采巷道进入煤层后,沿煤层布置顺层钻孔抽采瓦斯。可以在回采工作面巷道掘进期间实施钻孔,抽采钻孔一般在垂直于工作面上、下顺槽布置,钻孔位置首选在下顺槽,钻孔倾角略大于煤层倾角,终孔终孔点必须穿越上顺槽外侧10m~20m,钻孔间距一般为3m~5m。
1.3 采空区抽采法
当邻近层、工作面浮煤丢失等,向采空区涌出瓦斯,造成回采工作面上隅角瓦斯超限,可采用采空区抽采法。如果回采工作面上隅角顶板完整,且无瓦斯尾巷时,可以在上隅角每隔30m~50m布置抽采管道。为防止顶板冒落损坏筛孔管,必须在安设筛孔管处架设木垛。需要注意的是:如果开采易于自然煤层的矿井,在抽采采空区瓦斯时,要因地制宜确定抽采负压,一般不大于8kPa,并加强瓦斯管道内一氧化碳的检查分析,预防采空区煤层自然发火的产生。
2 结论
(1)根据初步试验,开采极薄煤层的小煤矿,矿井的绝对瓦斯涌出量在10~14m3/min,采用顺煤层钻孔抽采,效果并不理想,且钻孔报废率高。
(2)针对小煤矿极薄煤层的瓦斯抽采,宜施工顶(底)板钻孔抽采煤系地层卸压瓦斯,钻孔成功率高;同时辅以采空区埋管抽采,可以较好地解决回采工作面回风隅角处瓦斯超限的问题,实现全矿井瓦斯抽采率和抽采浓度的双达标。
(3)通过跟踪试验矿井瓦斯抽采系统的建设,研究抽采工艺的优化选择,为小煤矿极薄煤层的瓦斯抽采建设提供了参考。在后续各矿井瓦斯抽采系统的建设中,参考本技术,均达到了良好的抽采效果,提高了矿井的安全水平,并通过瓦斯发电取得了较好的经济效益。
参考文献
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【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抽,以降低工作面瓦斯浓度,确保安全生产。对于突出煤层一般不进行采前预抽,多在掘进或回采工作面施工防突钻孔,钻孔施工一般不宜采用水力钻进工艺,而采用空气钻进或螺旋钻进工艺。
钻孔瓦斯流量主要与钻孔的见煤长度、煤层瓦斯压力、渗透系数、钻孔直径等因素有关。决定钻孔瓦斯流量的关键参数是瓦斯压力和煤层渗透系数,特别是瓦斯压力。但是煤层原始瓦斯压力是不能改变的,而且我国目前含瓦斯煤层其原始瓦斯压力一般都在4MPa以下,只有极个别煤层的瓦斯压力达到10MPa以上。因此提高钻孔抽放瓦斯量的关键在于如何提高煤层渗透系数和增大钻孔直径。交叉布孔扩孔方式,一是考虑钻孔之间由于空间交叉、塑性变形区增大,增加了钻孔在塑性变形区的卸压圈,增大了钻孔周围的渗透性;二是钻孔之间煤体裂隙连通,各抽放钻孔间建立了瓦斯流通网络,避免了因某些钻孔塌孔、堵孔使钻孔瓦斯抽放量降低的弊端,从而提高钻孔的瓦斯抽放量。
3 提高底板岩巷穿层钻孔瓦斯抽放效果的策略
钻孔直径和煤体强度一定条件下,钻孔圆形孔壁变形的孔周围裂隙扩展随采深的变化规律:采深的变化,具体反映在煤体的应力变化上,也就是说,随着采深的增加,煤体所受的垂直应力和侧向应力都要相应增大。
其一要求孔底及孔底部分的孔身不论在煤层的走向上,还是在煤层的倾斜方向上都要位于卸压区内。因各矿的地质条件及开采方法不同,卸压范围也有变化,最好按本矿实测值布孔。如无数据时,可以参考下列数值。在煤层走向剖面上,特别要注意审查靠近切眼的钻孔。最靠近切眼的抽放孔,穿抽放层的终孔点与切眼的连线同煤层走向线的夹角,以不大于70o为宜。在倾斜剖面上,当煤层倾角在30o以下时,抽放孔穿过抽放层的见煤点与开采层的采煤工作面上(或下)开采边缘(一般是风巷或运输巷)的连线同煤层倾斜线的夹角,一般为65o~75o。当煤层倾角在30o以上时,此角应减小。但该角过小,所抽的瓦斯浓度低,抽放量小;该角过大,因处于未卸压区,会抽不出瓦斯来。因此,当抽放层与开采层的层间距有变化时,为保证孔底位于卸压区,钻孔倾角应按层间距最小值设计。
其二要求孔口及孔口部分的孔身不论在煤层的走向方向上,或者是倾斜方向上,在钻孔的抽放期内,都要位于未卸压的非裂隙区内。为此,在风巷侧或运输巷侧布孔时,都要在瓦斯巷的钻孔侧留一段煤柱。
其三层内风巷钻场的优点是,钻孔长度比层内机巷钻场短,特别当煤层倾角大时,这种优点更明显,抽出的瓦斯量较多,瓦斯浓度也高,这是因为风巷钻场可以抽出一部分上阶段的卸压瓦斯。倾角大时由于冒落岩石的自重充填作用,限制了工作面下半部的卸压效果,而工作面上半部卸压较充分,裂隙带的高度也大,抽放层的透气系数增加的也多,可以获得较多的瓦斯,甲烷的浮力作用对抽放效果也有较好影响。同时打钻与管路铺设不影响运输,抽放系统有故障时安全性较好,风巷内气温稳定,瓦斯管内结水较少等。缺点是供电供水可能困难,巷道维护费用高,工作量大等。
4 结论
对于上、下抽放层都存在的矿井,,如果中间的开采层使用全部矸石充填采煤法时,也可以在开采前从下抽放层布置钻孔。该钻孔不仅穿过下抽放层,而且穿过开采层及上抽放层,同时对上、下抽放层进行抽放。
参考文献:
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[2]冯大钧,孔伟,徐树斌,肖丽辉.新型瓦斯抽放钻孔技术在平煤十矿松软煤层中的应用[J].矿业安全与环保,2013(04).
晚上,我和妈妈把小丑完全浸泡到水桶里,让他充分吸收水分。
第二天,我把小丑拿出来放在他的透明杯子上,把它摆放在我的学习桌上,这样他就可以每天和我一起学习,我就不会很孤单了。
第三天,我起床后又给小丑洒了点水,种子就显出了它的样子:长长的、白白的,有点像麦粒。
第四天早上我还没有起床,妈妈就很兴奋说:“小草发芽了,小草发芽了!”我睁开眼睛一看,哇!小草真的发芽了,它绿绿的、嫩嫩的,像针一样。
第五天,小草长高到1厘米多了。小丑的头发长长了,终于从原来的光头变成了有头发的小丑,比原来好看多了。
一天一天过去了,小丑的头发都长到10多厘米了。不过有一次,我想端小丑,让爸爸给我俩合影,没想到小丑的头从杯子上滚下来了,小丑的头发乱了。我轻轻的把小丑拿起来放在杯子上,再也不让他离开书桌了,免得小丑再次受伤。