溫壓惰氣增透瓦斯抽采系統技術探析

李 墨

(河南平寶煤業有限公司)

1 低透氣性煤層瓦斯抽采現狀

近年來，隨著煤礦開采深度的不斷增加，開采條件越來越復雜，礦井瓦斯成為制約安全生產的關鍵問題。我國煤儲層構造復雜，滲透率普遍較低，許多高瓦斯煤層均屬于低透氣性煤層，且隨著煤礦開采深度的逐步加大、應力增高，煤層的透氣性系數進一步降低。在透氣性差的礦井進行未卸壓煤層瓦斯預抽，效果都不理想，因此，煤層卸壓增透技術顯得尤為必要［1］。現階段，我國煤層卸壓瓦斯抽采技術主要有:保護層開采、水力壓裂、水力割縫和深孔爆破等，其優缺點見表1。

國內外在煤層瓦斯抽采理論和技術方面進行了相關研究，但針對松軟、低透、突出煤層，研究結果都存在一定的局限性。在高瓦斯松軟低透氣性煤層增透過程中，利用惰氣溫度和壓力的耦合作用，構建溫壓惰氣增透瓦斯抽采系統，是提高松軟低透煤層瓦斯抽采率的有效辦法。

表1 現有卸壓瓦斯抽采技術優缺點

2 煤層溫壓惰氣增透技術

根據松軟煤層遇水易泥化、瓦斯解吸困難、不利于瓦斯抽采和在松軟突出煤層高壓壓裂極易誘導突出的問題，且溫度自20℃升高到60℃，瓦斯的解吸速度可以增加1～2倍的特點，提出了具有“溫壓效應”的中溫中壓惰氣增透技術，即在工作面煤層中部布置增透孔，在以增透孔為中心的等邊三角形頂點上布置瓦斯抽采孔，逐一對增透孔注入溫壓惰性氣體。惰氣通過“水浴”升溫裝置，使其溫度升高到50～80℃，為瓦斯解吸提供動能，從而增高煤層瓦斯的解吸速度;再經過增壓設備，惰氣壓力增加到1.6～5 MPa，防止了壓裂增透過程中誘突現象出現。……