中国岩石力学与工程学会科学技术一等奖——厚煤层综放工作面瓦斯与火综合治理技术研究

<正>厚煤层综放工作面瓦斯与火综合治理技术研究大同矿区石炭二叠系煤层的综采放顶煤开采,具有特厚煤层、易自燃、低瓦斯含量、高绝对涌出量的特点。本项成果以塔山矿为试点,揭示了特厚煤层大采高综放工作面瓦斯涌出规律,开发出以顶板高抽巷抽采为主,辅以上下隅角封堵、高位钻孔和高位预     

特厚煤层综放工作面瓦斯抽采技术

崔家沟煤矿2303综放工作面存在抽采难度大、瓦斯涌出量大的问题,为此进行了特厚煤层综放工作面瓦斯抽采技术实践。分析综放工作面瓦斯赋存情况,首先采用分源预测法对2303工作面进行瓦斯涌出量预测,然后采取本煤层钻场扇形钻孔预抽、上隅角采空区埋管抽采、回风巷钻场高位钻孔抽采及顶板高位大直径定向长钻孔相结合的方法进行了瓦斯抽采。实践结果表明,采用分源预测法不仅预测了瓦斯涌出量,也可以掌握瓦斯的涌出来源;该方法对瓦斯抽采效果较好,抽采率满足要求,从而在一定程度上保证了工作面安全高效生产,可以为本矿其他综放工作面及同类高瓦斯矿井特厚煤层瓦斯抽采技术提供参考依据。     

大采长综放面瓦斯来源及浓度分布测定及分析

论述了单元法测定大采长综放工作面各种瓦斯涌出源比例以及瓦斯浓度分布的方法原理.根据单元法实测数据分析可知:工作面漏风方向和漏风量大小、不同瓦斯涌出源的涌出量大小、综放面瓦斯分布规律以及该工作面走向高抽巷和内错尾巷的瓦斯抽放效果.     

特厚煤层综放工作面瓦斯抽放技术研究与应用

塔山矿特厚煤层综放工作面受高强度开采和坚硬顶板跨落复合作用,瓦斯涌出量大。通过分析瓦斯涌出规律与顶板周期来压关系,调查影响瓦斯涌出增大的因素,研究工作面前方煤体在矿压作用下的破裂与瓦斯渗流特征,确定了工作面煤体卸压区范围。阐述了综放工作面分别应用顶抽巷和地面垂直钻井瓦斯抽放技术方法,有效地控制了采空区瓦斯的大量涌出,保障了工作面安全生产。     

深井特厚煤层短壁工作面快速回采条件下瓦斯防治技术

针对深井特厚煤层短壁工作面快速回采条件下瓦斯治理的难题,以唐口煤矿6305综放工作面为工程实例,利用分源预测法对6305工作面掘进及回采期间的瓦斯涌出量进行预测,分析了瓦斯涌出量的构成。基于瓦斯涌出特征,提出以高位钻孔为主,隅角埋管、尾巷、水平长钻孔进行时空配合的深井特厚煤层综放短壁工作面瓦斯综合防治技术体系,考察了瓦斯综合治理效果并总结出不同抽采方式的瓦斯抽采规律。实践表明,瓦斯综合治理技术保障了综放工作面的安全生产。     

特厚煤层首采上分层综放工作面瓦斯防治技术

针对亭南煤矿206工作面特厚煤层首采上分层综放工作面回采时瓦斯涌出总量大、瓦斯涌出源复杂等瓦斯治理难点,总结了瓦斯涌出多源多汇条件下的工作面瓦斯赋存特征,提出包含底板水平长钻孔、顺层交叉钻孔、顶板高位钻孔、高抽巷联合抽采的阶梯式瓦斯治理技术体系,并在206工作面进行了现场应用,效果显著。     

综放工作面瓦斯涌出特征及防治技术

针对综放开采条件下瓦斯涌出问题,选取阳煤五矿为研究对象,基于现场通风、瓦斯数据,统计分析综放工作面的瓦斯涌出特征,结合阳煤五矿瓦斯赋存规律及覆岩裂隙演化规律,对综放条件下瓦斯涌出特征的原因进行分析,理清了综放工作面瓦斯涌出规律,基于此规律总结分析了综放工作面瓦斯防治技术,通过布置内错尾巷以构建"U+I"型通风方式实现了上隅角瓦斯治理,通过布置走向高抽巷实现了邻近层瓦斯卸压抽采,抽采量高达100m3/min,抽采率超过90%。     

低瓦斯含量特厚煤层瓦斯抽采技术研究

为了解决同忻矿特厚煤层"低瓦斯赋存,高瓦斯涌出"造成的综放工作面初采期间上隅角瓦斯超限的问题,在原有的加强通风系统管理和顶抽巷抽放的瓦斯治理手段基础上,提出采用煤体瓦斯预抽的方法,通过巧妙利用进风巷的调车硐室施工瓦斯抽采扇形钻孔进行瓦斯超前预抽,有效降低了掘进以及回采期间的瓦斯涌出浓度,有力保证了矿井的安全生产.     

特厚煤层综放工作面瓦斯抽采技术研究

针对特厚煤层工作面来压导致瓦斯涌出量增大的现象,以山西某矿特厚煤层8212与8204工作面地质条件为背景,对工作面来压与瓦斯涌出量关系与机理进行了分析,提出了采用瓦斯预抽巷+地面瓦斯钻井相结合的瓦斯抽采方案,监测结果表明:工作面采空区上隅角与回风流中的瓦斯含量有明显降低,对矿井安全、高效生产具有重要的意义。     

内错尾巷在高瓦斯低透气性综放工作面应用与研究

根据高瓦斯、低透气性煤层瓦斯赋存的特点,结合综放工作面瓦斯涌出的规律,以华电石泉煤业103综放工作面("U+I")为实例,利用fluent软件对工作面瓦斯涌出的进行模拟并结合现场测定,对内错尾巷在综放工作面瓦斯治理效果进行分析。研究表明:内错尾巷作为瓦斯抽采的重要补充,对综放工作面现采空区的瓦斯治理起到了良好的作用,当尾巷的回风量为工作面总进风量的1/3,尾巷回风流浓度保证在1%~2%时,才能保障上隅角及工作面回风流瓦斯不超限。尾巷内瓦斯浓度与上隅角及工作面回风流的瓦斯浓度变化线性相关,稳定的尾巷排放瓦斯是综放工作面回采过程中解决瓦斯问题的重要保障。