温压惰气增透瓦斯抽采系统技术探析

李 墨

(河南平宝煤业有限公司)

1 低透气性煤层瓦斯抽采现状

近年来，随着煤矿开采深度的不断增加，开采条件越来越复杂，矿井瓦斯成为制约安全生产的关键问题。我国煤储层构造复杂，渗透率普遍较低，许多高瓦斯煤层均属于低透气性煤层，且随着煤矿开采深度的逐步加大、应力增高，煤层的透气性系数进一步降低。在透气性差的矿井进行未卸压煤层瓦斯预抽，效果都不理想，因此，煤层卸压增透技术显得尤为必要［1］。现阶段，我国煤层卸压瓦斯抽采技术主要有:保护层开采、水力压裂、水力割缝和深孔爆破等，其优缺点见表1。

国内外在煤层瓦斯抽采理论和技术方面进行了相关研究，但针对松软、低透、突出煤层，研究结果都存在一定的局限性。在高瓦斯松软低透气性煤层增透过程中，利用惰气温度和压力的耦合作用，构建温压惰气增透瓦斯抽采系统，是提高松软低透煤层瓦斯抽采率的有效办法。

表1 现有卸压瓦斯抽采技术优缺点

2 煤层温压惰气增透技术

根据松软煤层遇水易泥化、瓦斯解吸困难、不利于瓦斯抽采和在松软突出煤层高压压裂极易诱导突出的问题，且温度自20℃升高到60℃，瓦斯的解吸速度可以增加1～2倍的特点，提出了具有“温压效应”的中温中压惰气增透技术，即在工作面煤层中部布置增透孔，在以增透孔为中心的等边三角形顶点上布置瓦斯抽采孔，逐一对增透孔注入温压惰性气体。惰气通过“水浴”升温装置，使其温度升高到50～80℃，为瓦斯解吸提供动能，从而增高煤层瓦斯的解吸速度;再经过增压设备，惰气压力增加到1.6～5 MPa，防止了压裂增透过程中诱突现象出现。……