高（gāo）壓水射流擴孔技術在丁集煤礦的瓦斯抽放效果分析

之（zhī）前我們進行了《丁集煤礦高壓水射流（liú）擴孔（kǒng）試驗》，其高壓水射流（liú）擴孔施工工藝為，首先在鑽場施工Φ75 mm或Φ89 mm的小孔徑普通鑽孔，穿透全煤層後撤鑽（zuàn），將高壓水射流裝置送（sòng）入鑽孔煤層位置進行高壓水射流（liú）擴孔切割，高壓水會在高速旋轉中將（jiāng）媒體（tǐ）逐層切割下來，煤屑通過排渣噴嘴從鑽孔內排出，幾乎沒有煤屑排出時即可停止擴孔。以下我（wǒ）們主要介紹高（gāo）壓水射流擴（kuò）孔技術在丁集煤礦的瓦斯抽放（fàng）效果（guǒ）。

一、瓦斯含量壓力及透氣性係數測定

各鑽孔（kǒng）在施工時進入煤層後我們（men）取煤樣通（tōng）過現場解吸、回歸計算、實驗室解吸測得其解吸量、損（sǔn）失量、殘存量，從而得到煤樣的原始瓦（wǎ）斯含量。測定結果見下表。
 

各鑽孔煤樣瓦（wǎ）斯含（hán）量測定結果
鑽孔（kǒng）號	煤樣質量（liàng）/g		解吸量/m³•(t•r)－1	損失量/m³•(t•r)－1	殘存量/m³•(t•r)－1	瓦斯含（hán）量
	原煤（méi）	可燃質				/m³•(t•r)－1	/m³•t－1
1#	198.00	165.14	3.04	1.28	6.81	11.12	9.28
2#	188.00	156.26	2.68	1.56	7.24	11.48	9.54
3#	192.00	160.23	3.00	1.21	7.06	11.67	9.41
4#	190.00	159.76	2.98	0.99	7.01	10.98	9.23

從上表可以看出，在考察研究之前測定的實驗區各鑽孔內11－2煤層瓦斯含量（liàng）基本相等（děng）。表明實驗區11－2煤層（céng）瓦斯含量分（fèn）布均勻（yún）。

3#、4#鑽孔（kǒng）擴孔（kǒng）後將4個鑽孔（kǒng）均並列插入20m長和2m長2根Φ159mm鍍鋅（xīn）鐵管，分（fèn）別作為測壓管和（hé）注漿管，用（yòng）快幹水泥、木楔將2根鍍鋅管（guǎn）密實（shí）固定在鑽（zuàn）孔孔口位置，通過注漿管向鑽孔內注水泥漿，直到水泥漿從（cóng）測壓管管口流出後，即（jí）停止注漿。等（děng）48小（xiǎo）時水泥硬化後，在測壓管外口（kǒu）處接入（rù）壓力表，進行被動（dòng）測壓。經過21天的測（cè）壓周期，我們發現各鑽孔瓦斯壓力穩定不再上升，最（zuì）終測得1#、2#鑽孔瓦斯壓力為0.9 MPa，3#鑽（zuàn）孔（kǒng）瓦斯壓力為（wéi）0.8 MPa，4#鑽孔瓦斯壓力（lì）為0.85 MPa。據此可（kě）以判斷，試驗（yàn）區域11－2煤層瓦斯壓力分布基本（běn）均（jun1）勻。

壓力穩定後將（jiāng）壓力表拆下，利用ZLD－2多級流量計連續9天測定各鑽孔瓦斯流量，並計（jì）算得到各鑽孔處（chù）煤層的透氣性係（xì）數，1#、2#、3#、4#鑽孔所測得結果分別為0.301、0.397、2.055、1.961 m²/(MPa²•d)。

高壓水（shuǐ）射流擴孔前（qián）11－2煤（méi）層平均透氣性（xìng）係數為0.349 m²/(MPa²•d)；擴孔後11－2煤（méi）層平均透氣性係數為2.008 m²/(MPa²•d)。擴孔後是擴（kuò）孔前的5.75倍。這表明高壓水射流擴孔可有效提高煤層透氣性。

二、抽放效（xiào）果檢測

流量測定結束後，1#、2# 鑽孔為第一（yī）組，3#、4# 鑽孔（kǒng）為（wéi）第二（èr）組分別通過高壓膠管接入抽放管路進行抽（chōu）放。
 
在2組抽放鑽孔接入抽（chōu）放管路的位置各（gè）留測（cè）量孔接入溫度（dù）傳感器、流量（liàng）傳感器、負壓（yā）傳感器、甲烷（wán）濃度傳感器連續15天監測抽放參（cān）數，由監測結果可以看到，第二（èr）組鑽孔抽放（fàng）瓦斯濃度較第一組稍高，平均流量第二（èr）組是第一組的3.5倍，15天累計抽放標（biāo）態下第二組瓦斯濃度是第（dì）一組鑽孔的4.1倍。

三、殘餘瓦斯壓力測（cè）定及殘餘瓦斯含量計算

抽放15天後，將抽放高壓膠管拆（chāi）下，重新在4個鑽孔的測壓管外口安裝（zhuāng）壓力（lì）表，測定抽放15天（tiān）後的殘餘瓦斯壓力。

經過（guò）15天抽放後，1#、2#鑽孔殘（cán）餘瓦斯壓力均為0.8 MPa，較抽放前均下降了0.1 MPa；3# 鑽孔殘餘瓦斯壓力0.5 MPa，4 #鑽孔殘餘瓦（wǎ）斯壓力0.55 MPa，較抽（chōu）放（fàng）前均下降了0.3 MPa，且均低於了0.74 MPa。顯然，抽放鑽孔經高壓水射流擴孔後抽放效果明顯提高。

根據11－2煤層吸附（fù）曲線（xiàn），由各鑽孔瓦斯壓力值計算（suàn）煤層瓦斯含量（liàng），1#、2#鑽孔（kǒng）處煤樣殘餘瓦斯含量為8.92 m³/t，依然大於8 m³/t。3#鑽孔處煤（méi）樣殘餘瓦斯含量為6.83 m³/t，4#鑽孔煤樣殘餘瓦斯（sī）含量為7.24 m³/t，均低於8 m³/t。

據以上分析，我們可以看出在同樣的（de）基礎條（tiáo）件下，經高壓水射流擴孔的鑽孔在抽放15天後，使其（qí）影響範圍內的瓦斯（sī）壓力、瓦斯含量均降低（dī）到突出指標以下。這說明高（gāo）壓水射流對於提高鑽孔的瓦斯抽放效率、增加煤層的透氣性、降低瓦斯壓力和含量具（jù）有非常好的效果。