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顺层钻孔预抽突出煤层瓦斯技术研究
一、研究背景
随着煤炭工业的发展，煤层瓦斯在矿井生产中的危害也越来越明显。煤层瓦斯不仅是矿井生产中的危险因素，还是一种重要的能源资源。因此，对煤层瓦斯的预抽处理技术的研究具有重要的现实意义。
顺层钻孔预抽技术是一种有效的瓦斯抽采方式，具有操作简便、成本低廉、瓦斯抽采效果好等优点，被广泛应用于矿井及瓦斯排空工程。然而，钻孔整体抽放过程中存在一定的缺陷，比如抽放的最终效果难以预测、抽放时间较长、对管床煤岩的破坏较强等，这都制约了此技术的发展和应用。因此，需要对顺层钻孔预抽技术进行优化和改进。
二、技术原理
顺层钻孔预抽技术是通过钻孔穿过煤层后，在钻孔内布设管道，利用负压来实现瓦斯的抽采。具体原理如下：
1.顺层钻孔
先在煤层上钻一个浅孔，然后加长钻管，并使锤头垂直于煤层，按深度顺次穿过煤层，直至出洞口，形成顺层钻孔。
2.布设管道
将一段缠有黑胶带的PVC管溜入口部2~3m，并压住管口，使管内萎缩起皱。这时装有单向阀的空气吸塞置于管口，并排空内部的气体，使管道负压状态下，控制单向阀不漏气。使用压缩机将管道内压力减小，瓦斯便沿着管道被吸引到井口。
3.调整管道
调整管道长度、角度和萎缩程度，使吸气效果最佳。经过一段时间的抽采后，煤层中的瓦斯被完全排空，瓦斯浓度降至安全值，顺层钻孔预抽采过程结束。
三、优化改进
在实际生产应用中，顺层钻孔预抽技术仍存在一些问题，需要针对这些问题进行优化和改进，以提高瓦斯抽采效率和安全性。
1.调整管道
顺层钻孔预抽时，由于煤层压力和煤岩强度的不同，管道的贴合情况也不一样，导致抽采效果不尽相同。因此，在实际应用中需要按煤层情况进行多次调整管道，确保瓦斯抽采效率达到最佳状态。
2.拓宽孔径
煤层瓦斯的产生和积聚不均匀，在局部部位瓦斯积聚量较大的情况下，存在瓦斯抽采效果不好的情况。因此，可以在钻孔表面处挖一个孔口，从口孔处安排压缩空气，使孔道出现一个负压区域，进一步增加瓦斯抽采效率。
3.添加填充材料
因为钻孔的穿透部位，会对煤岩造成一定的损伤，从而影响煤层瓦斯下渗和积聚，同时也会影响顺层钻孔预抽的效果。因此，可以设置适当的填充材料，填充钻孔中的缝隙，并对顺层钻孔进行加固处理，从而避免钻孔的损坏。
四、应用前景
顺层钻孔预抽技术是一种煤层瓦斯抽采的新技术，优缺点明显，具有广泛的应用前景。
1.应用领域
该技术适用于煤矿、煤化工、燃气管道及掩埋场等煤层瓦斯易积聚和易爆炸场所的瓦斯抽采处理。
2.社会效益
推广顺层钻孔预抽技术有助于加强煤层瓦斯的预防和治理工作，保护生产安全，促进煤层瓦斯资源合理利用，构建低碳经济社会。
总之，随着煤炭工业的不断发展和对煤层瓦斯的认识不断加深，顺层钻孔预抽技术将会得到应用的广泛推广，为煤层瓦斯治理工作带来重要的技术支撑。