水力冲孔强化煤层瓦斯增透技术与效果分析

"低透气性煤层水力冲孔强化增透技术研究" 本文主要探讨了在低透气性煤层中采用水力冲孔技术来强化瓦斯抽采的效果。研究以淮南矿业集团谢桥矿1161(3)工作面的煤体瓦斯赋存特性为背景，通过实验确定了水力冲孔所需的临界水压值为12.6 MPa。在实际应用中，选用适当的设备进行水力冲孔作业，结果显示，冲孔后的瓦斯抽采效果显著提升。 冲孔后，干管瓦斯抽采浓度达到了87.4%，相比水力冲孔措施前增加了1.92倍，这意味着抽采效率有了显著提高。单孔瓦斯抽采纯量的最大值为0.093 4 m3/min，是原始抽采纯量的7.4倍，这表明水力冲孔有效增强了煤层的透气性，使得瓦斯更容易被抽出。此外，当以瓦斯抽采率达到35%作为抽采达标标准时，达标所需的时间缩短了45.83%，这在实际操作中具有重大意义，因为它能更快速地降低工作面的瓦斯浓度，提高煤矿的安全性。 文章还涉及了煤层瓦斯渗流的理论研究。建立了一个考虑吸附作用和渗透率变化的煤层瓦斯渗流数学模型，该模型能够准确模拟中低压力（p≤1.5MPa）下吸附存在时的瓦斯渗流情况。模型分析表明，吸附作用会随着压力的增大而对瓦斯密度产生更大影响，特别是在高压情况下(p>0.9MPa)，密度在接近出口的位置会急剧下降。压力梯度虽然在轴向上变化平稳，但在出口附近会迅速增加，这种增加幅度与出口的距离成正比。 此外，研究还揭示了轴向速度在煤层中的分布特点，即在压力降低的过程中逐渐增大，达到出口处时速度最大。然而，由于吸附作用，质量流率沿轴向下降，且压力越高，下降幅度越明显。这些发现对于理解和优化煤层瓦斯抽采策略，以及预防煤矿瓦斯动力灾害的发生具有重要的理论与实践价值。 水力冲孔技术是改善低透气性煤层瓦斯抽采效率的有效手段，结合数学模型的研究，可以更好地理解和预测煤层中瓦斯的流动行为，从而优化抽采工艺，提高煤矿的安全性和经济效益。同时，吸附作用对瓦斯渗流特性的影响不容忽视，需要在实际操作中予以充分考虑。通过持续的科学研究和技术改进，未来有望进一步提升瓦斯抽采效率，确保煤矿生产安全。