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瓦斯抽放安全技术措施

瓦斯抽放是控制瓦斯灾害事故最有效的措施之一，依据不同矿区的特点，我国煤矿在“八五〞、“九五〞期间，形成了本层、邻近层、穿层和采空区等多种瓦斯抽放方法。研究了综采工作面超前强化抽放瓦斯方法及工艺装备，试验成功了200-500m岩石水平长钻孔抽邻近层瓦斯，煤层水平(250m)长钻孔及预裂控制爆破强化抽放本层瓦斯的综合抽放技术等，使工作面瓦斯抽放率提升20％。   
　　(1)顺层长钻孔成孔技术。顺层钻孔抽放瓦斯的关键技术是顺层长钻孔的成孔技术，而在煤层(特别是特别煤层)实施顺煤层钻孔时因喷孑L、卡钻严重，成孔深度往往只有40。70m，不能满足采煤工作面顺层钻孔抽放瓦斯的需要深度。为此，“九五〞期间研究了压风排渣工艺、组合钻具和强力钻机(ZSM一250型顺层强力钻机)相结合的长钻孔施工工艺技术和装备，使得钻孔深度普遍提升到100m以上，最深达到239m。压风排渣工艺的关键在于确定合理的风压和风量。为利用压风将钻屑顺利排出，钻孔内排渣的风速通常要求达到20m／s以上，在钻孔内压风通过断面积一定的条件下，满足排渣风速要求的风压和风量主要取决于钻孔深度。组合钻具的主要功能是提升钻孔的定向准确性，同时也能减少钻孔出现垮塌和其他大变形的几率。强力钻机的目的是增加钻进能力，研制的ZSM一250型强力钻机，钻杆直径为63mm，配合风力排渣和组合钻具，能够满足特别松软煤层成孔深度250m的要求。该成套技术与装备在四川省芙蓉矿务局琪泉煤矿进行了井下试验，顺层钻孔深度最大达到239．6m，瓦斯预抽率达到32％，与网格式穿层钻孔相比，可节约吨煤成本4．3～6．2元。既保证了煤矿安全，又节约安全投资，降低了生产成本。目前这套技术和装备正在芙蓉、松藻、丰城、淮南等局推广应用，取得了很好的效果。   
　　(2)岩层水平长钻孔技术。岩层水平长钻孔的主要目的是为了抽放采空区和邻近层的瓦斯，我国许多煤矿原来主要利用顶板巷道满足这一要求，如果利用钻孔代替巷道，将节省大量投资。为此，研究了采场覆岩移动变形理论，以此为基础，确定合理的钻孑L布置层位和平面布置方式，结合MK一6、7型钻机具的研制，试验成功孔深500m以上的顶板岩层水平长钻孔抽放邻近层和采空区瓦斯技术，在阳泉五矿单孔抽出瓦斯量最大23．92m3／min，孔内瓦斯浓度最高90％，平均单孔抽出瓦斯量19m3／rain，平均浓度60％，效果相当显著。利用该技术在晋城寺河矿施工顺煤层钻孔(煤层，值在1以上)，成孔深度达500m以上，为煤层气开发提供了可靠的手段。   

　(3)长钻孔预裂控制爆破技术。该技术是通过对煤层控制预裂爆破，迫使煤体产生裂隙以释放应力和瓦斯，达到提升煤层透气性和防治特别的目的。为了在爆破时使煤层致裂而又不破坏顶板，研究了专门的炸药配方、爆破工艺等。试验说明：研究的低威力炸药，具有起爆速度慢、爆炸峰值不高、作用时间长等特点，对煤层的致裂效果较好；研究的压风喷射装药、双雷管引爆双导爆索、双导爆索传爆三级煤矿许用固体(粉状)乳化炸药，径向和轴向不耦合装药的长钻孔控制爆破技术，效果好、安全可靠，该技术在平顶山和阳泉进行了试验研究，在平顶山十二矿实现了孔深70m左右的控制爆破。   
　　(4)水力扩孔技术。孔径越大，钻孔煤壁暴露面积越大，越有利于应力释放和瓦斯排放，单大直径钻孔施工面临着垮孔严重、排渣困难、成孔长度短以及钻机负荷呈几何倍数增大等诸多技术问题。水力扩孔是先利用钻机打成小孔径钻孔，再利用可喷出高压水射流又能自行旋转的高压水射流器对钻孔四周的煤体进行旋转式切割，通过钻头沿钻孔轴向的运动形成对整个钻孔的径向连续扩孔。随着钻孔直径的扩展，煤层暴露面积的增加，更多煤炭的排出，煤层卸压范围进一步增大，关于加大钻孔的单孑L抽(排)瓦斯量有着显著的作用。在中梁山北矿，扩孔后瓦斯抽放量提升0．6～1．0倍；在松藻矿务局，扩孔后瓦斯抽放量提升l倍以上，效果非常显然。   
　　(5)采空区瓦斯抽放技术。对采空区主要采纳密闭插管和地面钻孔抽放的办法，但对有自然发火危险的煤层，应强化火灾标志气体或温度的监测，目前正在研制监测火灾标志气体并自动控制调节抽放负压和流量的装置，解决瓦斯抽放与自燃的矛盾。   
　　开采工作面采空区抽放主要采纳埋管抽放、采空区靠开切眼侧密闭抽放、地面、顶板、底板钻孔抽放等方法。针对采空区抽放瓦斯浓度较低的特点，研制了CJK型自动抽排切换器。其原理为：通过抽放点抽放管路瓦斯浓度、矿井瓦斯抽放系统瓦斯浓度及排放段环境瓦斯浓度的监测，实现在低浓度抽放中抽放点浓度或系统浓度有一个不低于设定值时，由抽放系统进行抽放。当两值均低于设定值时则自动切换为压气引射器引射状态，由引射器引排至排放段通风稀释；当排放处环境浓度超限则自动停止引排，以此实现在不使系统瓦斯浓度低于设定值、保证安全的条件下，对被抽放点瓦斯进行低浓度强化抽排。该装置在某煤业集团综放工作面初采期开放式采空区瓦斯强化抽放中得到了应用，效果非常显然。