一种磁化水改变瓦斯吸附结构的瓦斯抽放方法与流程

文档序号:15578869发布日期:2018-09-29 06:18

本发明涉及一种磁化水改变瓦斯吸附结构的瓦斯抽放方法,属涉及煤岩瓦斯抽放技术领域,具体涉及一种磁流体改变瓦斯吸附结构的瓦斯抽放方法。



背景技术:

近年来我国煤炭产量日益增大,煤炭开采深度日益加深,煤层瓦斯含量增大,掘进过程中煤层瓦斯涌出量增大,甚至有些煤矿突出危险性显著增高,严重威胁煤矿安全高效生产,必须对煤层瓦斯进行抽放,降低瓦斯在开采涌出量以保证安全生产。

瓦斯又称煤层气,是一种清洁能源,把瓦斯从煤层中抽取出来,既可以减少瓦斯在煤矿井下的释放从而降低瓦斯事故的风险,又能解决目前我国紧张的能源短缺问题。煤层抽放量较低的主要因素是因为煤是多孔介质,具有非常强的吸附能力,瓦斯吸附于煤的微观孔隙和裂隙之中,一立方米煤可吸附有几十立方米的瓦斯气体,这种较强的吸附能力使给瓦斯释放带来较大的阻力,增加了瓦斯释放的难度,降低了瓦斯抽放量;目前在提高煤层瓦斯抽采率方面,主要采用强制增大煤层裂隙、提高抽放能力、优化钻孔参数等三种技术手段,均取得了一定的效果,这些手段均是通过改变煤的外部环境来促使瓦斯解析和流动的。磁化水与普通水相比,其溶解度和溶氧量显著提高,表面张力与渗透力明显增强,具有一定的润滑作用。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种增强瓦斯抽放效果的新思路,提供一种微观改变煤孔吸附结构的瓦斯抽放方法,用以解决目前矿井瓦斯抽采率低的问题。

为了实现实现以上目的,有效提高煤层瓦斯抽采率,煤与瓦斯同采,实现煤矿安全生产,本发明采用以下技术方案:一种磁化水改变瓦斯吸附结构的瓦斯抽放方法,其特征包括以下步骤:

Ⅰ、根据施工地点煤层(1)处煤层厚度、煤层倾角、瓦斯含量、瓦斯压力、煤层渗透率、工作面斜长,设计施工钻孔。其中,施工钻孔由上下两排钻孔组成,上排钻孔均为瓦斯抽放孔(2),下排钻孔均为注磁化水孔(3)。上下两排钻孔垂直间距为H,相同排的相邻钻孔孔距为L,上排与下排相邻钻孔水平投影孔口间距为M,瓦斯抽放孔(2)的孔径为R,孔深为D,注磁流水孔(3)的孔径为r,孔深为d,瓦斯抽放孔(2)用于抽放瓦斯,注磁化水孔(3)用于注入磁化水。其中,90≤R≤120mm,2.5≤M≤5m,40≤r≤50mm,5≤L≤10m,D和d为2/3工作面斜长。

Ⅱ、根据施工地点煤层(1)处煤层厚度、工作面长度、钻孔间距、煤的密度,计算注磁化水孔(3)单孔注磁化水量Q,采用动压多孔注水系统将一定量的磁化水注入注磁化水孔(3)中,在注磁化水孔(3)距离孔口5m处用水力膨胀式封孔器封孔。

Ⅲ、在煤层巷道两侧,每隔5m加高为煤层厚度的铁杆,铁杆通交变电流,磁化水受到交变电流的作用,在煤层中快速流动;磁化水具有表面活性作用,能改变煤多孔介质瓦斯吸附结构,即活化能改变,降低煤对瓦斯吸附的能力,使瓦斯从煤层空隙中渗透出来,提高瓦斯抽采率,并且磁化水在开采过程中起到降尘作用。

所述步骤Ⅰ中,上排钻孔和下排钻孔均为顺层钻孔。

所述步骤Ⅱ中,单孔注磁化水量根据下式确定。

Q=LBMrq

其中:Q---每孔的注磁化水量,m3

L---工作面长度,m;

B---钻孔间距,m;

M---煤层厚度,m;

r---煤的密度,t/m3

q---吨煤注磁化水量,一般为0.03m3/t。

附图说明

图1为钻孔布置示意图;

图2为钻孔剖面示意图;

图3为磁化水注入示意图;

图中1-施工地煤层、2-瓦斯抽放孔、3-注磁化水孔、4-铁棒,5-钢管、6-封孔器、7-煤矿防爆专用卧式泥浆泵。

具体实施方式

以下结合附图和实施案例对本发明做进一步说明。

某矿15#号煤层由于瓦斯含量高、透气性差、煤对瓦斯吸附能力强等原因,虽然常规的瓦斯抽放方法已经进行了多次试验,其抽放效果很难提高,瓦斯抽采率很低。

根据该矿施工地点处煤层厚度、煤层倾角、瓦斯含量、瓦斯压力、煤层渗透率、工作面斜长,设计施工钻孔。上排、下排钻孔均实施顺层钻孔,瓦斯抽放钻孔半径R=90mm,其深度D=60m;注磁流水孔半径r=45mm,其深度d=60m;上下排钻孔间距2m;上排与下排相邻钻孔水平投影孔口间距为3m。

根据该矿施工地点处煤层厚度、工作面长度、钻孔间距、煤的密度,计算注磁流水孔单孔注磁化水量Q,采用动压多孔注水系统将一定量的磁化水注入注磁流水孔中,距离孔口5m处用水力膨胀式封孔器封孔,保证注磁化水效果。

在该矿施工地煤层巷道两侧,每隔5m加高为煤层厚度的铁杆,铁杆通交变电流,磁化水受到交变电流作用在煤层中快速流动;磁化水具有表面活性作用,能改变煤多孔介质瓦斯吸附结构,即活化能改变,降低煤对瓦斯吸附的能力,使瓦斯从煤层空隙中渗透出来,提高瓦斯抽采率,并且磁化水在开采过程中起到降尘作用。

再多了解一些
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1