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抽采衰竭期注气增压强采欠压瓦斯技术研究

2021-09-02王公达陈善文

煤炭科学技术 2021年8期

王公达,陈善文,孙 峰,赵 晶,杨 鑫,宋 鑫

(1.煤炭科学技术研究院有限公司 安全分院,北京 100013; 2.煤炭资源高效开采和洁净利用国家重点实验室,北京 100013;3.山西中煤华晋能源有限责任公司,山西 河津 043300; 4.辽宁工程技术大学,辽宁 葫芦岛 125000)

0 引 言

瓦斯抽采是防治瓦斯的根本途径,需要注意的是,我国95%的开采煤层属于低渗煤层,常规钻孔抽采很难在规定时间内抽采达标,需要通过各种技术手段增大煤层渗透率,其中尤以采动卸压增渗效果最为显著[1-2],对于无采动卸压开采条件的单一低渗煤层,必须采取其他人工强制增渗措施。考虑破煤介质的差异,大体可以分为水力化增渗技术与爆破增渗技术[3-7]两大类,经现场试验应用后,在国内很多矿区取得了较好的效果。然而我国煤层的特点是,除了渗透率较低外,其煤层瓦斯饱和度也较低,即使通过不同的技术手段,例如水力压裂、水力割缝、预裂爆破、二氧化碳致裂爆破等,能够一定程度上提高煤层渗透性,但较低的瓦斯饱和度仍使得瓦斯抽采迅速进入衰竭期,瓦斯流动力不足,煤体微孔隙内仍然赋存大量瓦斯,从而大幅制约了瓦斯抽采效率。基于此,从提高煤层瓦斯流动驱动力、促进孔隙瓦斯解吸的角度出发,引入了ECBM技术。

杨宏民[8]在煤矿开展了注空气促排、促抽以及注纯氮气促排的工程试验,结果表明,注气后的钻孔纯甲烷流量较注气前都有明显提高。方志明[9]在井下开展了注空气驱替煤层气的工程试验,试验结果表明,相对于现行单纯抽采方法,注混合气体驱替煤层瓦斯有较好的效果,驱替大幅提高了钻孔瓦斯浓度和流量。……

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