高瓦斯低滲透煤層沖孔造穴卸壓增透技術(shù)及裝備應(yīng)用

武國(guó)勝，武澤銘，潘鵬飛，徐云輝

(鐵福來裝備制造集團(tuán)股份有限公司，河南 平頂山 467400)

煤炭是植物殘骸在經(jīng)過漫長(zhǎng)復(fù)雜的地質(zhì)沉積變化作用后形成的化石燃料。煤炭在我國(guó)的能源體系結(jié)構(gòu)中長(zhǎng)期占據(jù)著主導(dǎo)的地位，預(yù)計(jì)到2050年，煤炭產(chǎn)量將保持在30億t，煤炭資源的安全開采對(duì)保障我國(guó)的能源安全有著重要的作用[1]。

煤炭在形成過程中經(jīng)歷復(fù)雜化學(xué)變化外，還普遍受到構(gòu)造應(yīng)力的影響，導(dǎo)致原生結(jié)構(gòu)被破壞，形成質(zhì)地高度粉化的構(gòu)造煤。在我國(guó)的煤炭資源中，已經(jīng)探明的構(gòu)造煤保有儲(chǔ)量為4 570億t左右，約占煤炭資源總量的23.5%[2]。構(gòu)造煤廣泛存在于我國(guó)的河南、兩淮、山西、東北、云貴等多個(gè)礦區(qū)，呈現(xiàn)出區(qū)域性分布、局部分布及分層分布的特點(diǎn)。

構(gòu)造煤具有結(jié)構(gòu)高瓦斯、透氣性差、瓦斯含量高的特點(diǎn)，煤層瓦斯抽采困難，煤與瓦斯突出危險(xiǎn)大。近年來，隨著煤礦開采深度的增加，煤層地應(yīng)力和瓦斯壓力不斷增加，導(dǎo)致煤層滲透性降低，瓦斯抽采困難，瓦斯災(zāi)害潛能增大。由于構(gòu)造煤中的瓦斯難以被有效抽出，在采動(dòng)應(yīng)力的擾動(dòng)下，瓦斯能產(chǎn)生突發(fā)性釋放，極易導(dǎo)致煤與瓦斯突出事故。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，世界上絕大多數(shù)煤與瓦斯突出事故的發(fā)生都與構(gòu)造煤的存在密不可分[3]。因此，對(duì)構(gòu)造煤中瓦斯進(jìn)行高效抽采，促進(jìn)煤層增透，是實(shí)現(xiàn)煤炭能源安全利用的重要途徑。

1 高瓦斯低透氣性煤層卸壓增透理論

對(duì)于煤層卸荷增透，最常用的有效技術(shù)手段為保護(hù)層開采。……