高瓦斯矿井开采层瓦斯抽采技术研究

蔡振鑫

（华阳新材料科技集团新元公司，山西 寿阳 045000）

我国大部分地区煤层渗透性较低，地面煤层气勘探及通过地下矿井采气比较困难。我国是世界上最大的产煤国之一，但煤层气开采过程的效率较低，造成气体排放远远高于其他国家。我国2005年煤矿瓦斯排放量占世界总排放量的41%。与此同时，我国也成为受煤矿瓦斯灾害影响最严重的国家之一[1-2]。随着开采深度的增加，地应力和煤层气含量增加，但煤层渗透率下降，煤矿瓦斯开采和瓦斯灾害防治更难实现。煤矿气体是一种温室气体，在井下是一种危险气体。但通过提高煤层透气性，提高瓦斯开采利用效率，可将这种有害温室转化为清洁能源[3-4]。因此本文致力于在高瓦斯矿井开采层中，针对不同煤层物理性质，研究水力扩孔钻孔对瓦斯抽放的影响。

1 液压铰孔试验

1.1 测试地质情况

某煤矿3号煤层为主要开采煤层，厚度0～6.35 m，平均4.69 m。总体而言，该煤矿煤层透气性较差，瓦斯流动衰减快，瓦斯抽采难以实现。含气性的区域差异明显。3号煤层第一盘含气量为6.99～12.73 m3/t时，渗透系数为0.21～0.46 m3/（MPa2·d）、原瓦斯压力为0.06～0.71 MPa，每100 m钻孔瓦斯流量为0.0005～0.0039 m3/min，钻孔气体流动衰减系数为0.14～0.39 d-1。

在两个现场进行了液压扩眼试验。试验场地1号在3号煤层北翼回风巷道中，试验场地2号在3091底板岩巷中。从3号煤层的3个不同层获取了煤样，并进行了物性参数测定。实测物理参数平均值见表1。1号试验场煤层较为完整，2号试验场煤层破碎。1号试验点和2号试验点煤样结构如图1、图2所示。……