含水煤巖層下向鉆孔多孔并聯自動抽排水技術

巴 全 斌

(1.瓦斯災害監控與應急技術國家重點實驗室,重慶 400037;2.中煤科工集團重慶研究院有限公司,重慶 400037)

0 引 言

鉆孔瓦斯抽采是目前煤礦井下瓦斯抽采的主要方式之一,是治理煤與瓦斯突出的根本措施[1]。受鉆孔施工工藝、水文地質條件等因素影響,含水煤巖層的下向瓦斯抽采鉆孔中一般會積存大量的水,當抽采負壓不足以將水完全帶出時,鉆孔中積水的不斷累積形成堵孔,造成有效氣流斷面減小,抽采負壓損耗,鉆孔瓦斯運移產出通道阻塞,抽采效果受到嚴重影響[2]。此外,由于積水的浸泡,鉆孔周圍煤巖體穩定性也將受到影響,如黏土層吸水膨脹,造成鉆孔孔壁坍塌堵塞[3]。文獻[4-6]研究了水對煤中瓦斯解析影響,證實水的后置侵入具有損害作用;陳勇[7]針對管路積水對瓦斯抽采效果影響展開研究,得出鉆孔積水是抽采管路的主要來源,易在管路低洼處形成管路堵塞;王良金等[8]研究了下向鉆孔積水煤渣堵孔致使鉆孔失效作用機理,并對含水下向及近水平鉆孔抽采效果進行評價,得出當抽采純量下降至標準鉆孔同期60%以下或泥巖封堵段超過50%時,需要進行排水操作。

目前下向抽采鉆孔的排水方式主要是利用井下壓風進行排水,一種是在鉆孔施工完成前利用井下壓風對鉆孔積水和煤渣進行吹排,但只能暫時排出一定量的積水,無法解決含水煤巖層涌水量較大的下向鉆孔;此外專家學者展開了相關的研究,文獻[9-14]通過鉆孔……