在煤儲(chǔ)層實(shí)施水力化技術(shù)領(lǐng)域中,煤層注水增濕微觀效應(yīng)和儲(chǔ)層改造宏觀效應(yīng)是促采煤層氣及防治瓦斯災(zāi)害的理論基礎(chǔ),煤層注水微觀效應(yīng)還停留在理論研究和實(shí)驗(yàn)階段,沒(méi)有轉(zhuǎn)化為實(shí)用的現(xiàn)場(chǎng)技術(shù).通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研,指出水鎖抑制瓦斯解吸和液置氣促進(jìn)瓦斯解吸是構(gòu)成煤層注水微觀效應(yīng)的兩大元素.從理論分析、實(shí)驗(yàn)研究和工程應(yīng)用3個(gè)方面回顧了煤層注水微觀效應(yīng)的發(fā)展歷程,分析了水鎖抑制瓦斯解吸微觀效應(yīng)和液置氣促進(jìn)瓦斯解吸微觀效應(yīng)之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)及共存形式.研究表明:水鎖效應(yīng)的理論體系和技術(shù)應(yīng)用已初具規(guī)模,而液置氣效應(yīng)研究仍處于研究初期.目前存在三大關(guān)鍵技術(shù)難題:1)如何呈現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)吸附的演變過(guò)程,進(jìn)一步完善液置氣理論體系;2)如何設(shè)置實(shí)驗(yàn)條件,構(gòu)建科學(xué)的液置氣實(shí)驗(yàn)系統(tǒng);3)如何突破成果轉(zhuǎn)化瓶頸,完成技術(shù)與裝備開(kāi)發(fā).結(jié)合當(dāng)前煤層氣資源開(kāi)采及瓦斯災(zāi)害治理現(xiàn)狀,指出液置氣促進(jìn)瓦斯解吸微觀效應(yīng)的三大研究方向及應(yīng)用前景,包括液體置換煤層氣研究及應(yīng)用、深部松軟低滲煤層增抽消突應(yīng)用和廢棄礦井瓦斯資源注液促采應(yīng)用. 

【文章來(lái)源】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,49(03)北大核心EICSCD

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【部分圖文】：

注水鉆孔布置示意

安陽(yáng)市主焦煤業(yè)公司在22101運(yùn)輸巷、22602回風(fēng)巷、22602運(yùn)輸巷分別進(jìn)行落煤不噴灑液體(干燥煤)、噴灑純水、噴灑質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2%的十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的無(wú)水硫酸鈉(Na2SO4)復(fù)配的活性劑3種處理方式,每個(gè)工作面采集3組煤樣,利用MD-3瓦斯解吸儀測(cè)定煤樣裝罐后前60 min的瓦斯解吸量[47].如圖2所示,噴灑液體對(duì)瓦斯解吸抑制作用十分明顯,且活性劑溶液比純水對(duì)顆粒煤抑制效果更大,在解吸60 min內(nèi),煤樣噴灑活性水比噴灑純水的瓦斯解吸量可降低53.56%～54.76%,初期最大瓦斯涌出速度降低54.42%～71.29%.現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用證明,在井下采掘落煤后噴淋活性水有利于延緩落煤中的瓦斯涌出,防治工作面瓦斯超限.文獻(xiàn)[48]針對(duì)重慶天府礦業(yè)公司K4突出煤層松軟、含水率低、突出危險(xiǎn)性強(qiáng)的特點(diǎn),提出了高壓水力割縫、強(qiáng)化抽采、注氣驅(qū)替、注水增濕多種防突措施,其中注水增濕可以提高煤層含水率,增加煤體黏結(jié)力,抑制煤體殘余瓦斯涌出,現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試注水后K4煤層吸水率增加1.25%,很好地治理回采期間瓦斯超限.

文獻(xiàn)[49]針對(duì)塔山煤礦低瓦斯含量超強(qiáng)開(kāi)采條件下,實(shí)施采前煤層注水技術(shù),布置上下兩排注水孔,全面控制回采煤體,注水壓力為4～5 MPa,持續(xù)注水5 d左右,未注水時(shí)割煤期間回風(fēng)流瓦斯體積分?jǐn)?shù)為0.6% ～1.2%,超限頻繁,注水后大幅下降,最大值僅有0.58%,有效抑制了落煤時(shí)瓦斯大量涌出,如圖3所示.從上述煤層注水水鎖抑制瓦斯解吸理論、實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)和工程應(yīng)用3個(gè)方向的發(fā)展歷程可知,煤層注水抑制瓦斯解吸微觀效應(yīng)經(jīng)歷了系統(tǒng)研究,根據(jù)前置和后置液體兩種注水方式的瓦斯解吸規(guī)律,指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施鉆孔超前注水和采掘后噴淋液體等技術(shù)應(yīng)用,較好地解決了瓦斯超限難題.

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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