基于工作面顶板巷“一巷两用”的试验及应用

在煤巷掘进过程中为防治煤与瓦斯突出,以及防止工作面回采期间瓦斯超限,采用顶板巷穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯;在工作面回采期间将顶板巷作为高抽巷抽采瓦斯。在恩洪煤矿122908工作面的试验及应用结果表明:顶板巷穿层钻孔可有效消除煤巷掘进工作面突出危险性,瓦斯含量基本控制在8 m3/t以下;掘进进度由平均不足30 m/月提高到平均48 m/月,月进度提高60%;工作面回采期间高抽巷瓦斯抽采浓度为10%~17%,抽采纯量为2.32~3.56 m3/min,上隅角瓦斯浓度在1%以下。通过优化设计,实现了顶板巷"一巷两用"的目的。     

基于工作面顶板巷“一巷两用冶的试验及应用

在煤巷掘进过程中为防治煤与瓦斯突出,以及防止工作面回采期间瓦斯超限,采用顶板巷穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯;在工作面回采期间顶板巷作为高抽巷抽采瓦斯。在恩洪煤矿122908工作面的试验及应用结果表明:顶板巷穿层钻孔可有效消除煤巷掘进工作面突出危险性,瓦斯含量基本控制在8m3/t以下;掘进进度由平均不足30 m/月提高到平均48 m/月,月进度提高60%;工作面回采期间高抽巷瓦斯抽采浓度为10%~17%,抽采纯量为2.32~3.56 m3/min,上隅角瓦斯浓度在1%以下。通过优化设计,实现了顶板巷"一巷两用"的目的。     

高瓦斯矿井大直径长钻孔掩护巷道快速掘进技术

为了实现高瓦斯矿井巷道安全快速掘进，研究了大直径长钻孔掩护巷道安全快速掘进技术，利用孔径差异优化“两堵一注”封孔工艺，依据瓦斯含量实现煤巷瓦斯分级治理，提高了瓦斯灾害防治效果及巷道掘进速度。研究结果表明：大直径长钻孔掩护巷道掘进技术具有更好的卸压增透效果和更长的抽采时间，结合多孔径“两堵一注”封孔工艺，30d平均单孔瓦斯抽采浓度达到了80.2%,与常规边掘边抽钻孔相比提高3.1倍，平均瓦斯抽采纯量高达0.44 m³/min,与常规边掘边抽钻孔相比提高10.3倍，采用该技术的巷道瓦斯浓度保持在0.27%～0.40%,月进尺达到了400 m,实现了巷道安全快速掘进。     

基于短孔快速抽采的低透煤层煤巷掘进技术

针对煤层透气性差、钻孔瓦斯流量衰减较快、采取迎头超前长钻孔抽采效果不佳而导致煤巷掘进速度慢等问题,提出利用检修班时间采用短钻孔进行掘进迎头快速集中抽采,通过短时间、高强度抽采小范围瓦斯,减小通风压力,提高煤巷掘进速度的新思路。通过在霍尔辛赫煤矿3605回风巷应用表明,在检修班采用短钻孔快速抽采工艺,在回风流与工作面瓦斯浓度降低20%的前提下,工作面月进尺提升50%,实现了对低透气性煤层煤巷工作面瓦斯的有效治理。     

水力造穴卸压增透技术在底板岩巷中的应用研究

为了解决高瓦斯、低渗透性煤体瓦斯抽采难度大、煤巷掘进缓慢的问题,通过理论分析和现场试验的方法,研究了水力造穴卸压增透技术在煤巷底抽巷的应用效果。试验结果表明:水力造穴钻孔在煤体内制造孔洞,对煤体可起到卸压增透的效果,相对普通穿层钻孔,初始瓦斯抽采浓度增加了30%,瓦斯抽采浓度衰减到30%以下,时间减缓了10 d左右;钻孔影响半径由1.5 m扩大到3 m,增长了1倍,岩巷治理进度由每月50 m左右提高到80 m左右,提高了60%;掩护煤巷掘进速度从每月120 m提高到每月150 m,提高了25%。     

王坡煤矿掘进工作面水力增透技术研究及应用

为有效解决王坡煤矿破碎煤层条件下预抽效率低、预抽达标时间长、巷道掘进速度慢等问题,在3310运输巷掘进工作面试验与应用超高压水力割缝卸压增透技术。通过钻孔屑量、瓦斯抽采效果及抽采半径考察分析得出了割缝半径1. 46～1. 61m,单孔抽采流量可提高1. 5～5. 5倍,预抽7d后孔底间距5m布置的预抽孔可抽采达标。结果表明:超高压水力割缝技术能够有效改善煤层预抽效果,大幅提高瓦斯抽采效率,缩短抽采达标时间,进而将煤巷掘进速度提高35%。此外水力割缝技术可增大钻孔有效影响半径,减少预抽钻孔工程量。     

预掘底板岩巷穿层钻孔卸压抽采试验研究

为提高煤层瓦斯抽采效果,提出了预掘底板岩巷穿层钻孔卸压抽采技术。通过考察底板围岩位移量、煤层透气性系数,分析了底板岩巷上覆煤岩层的卸压效果;通过考察底板穿层钻孔的单孔抽采量及抽采半径、煤巷条带的抽采效果、煤巷掘进的预测指标及炮后瓦斯浓度,分析了卸压煤层的抽采效果。实践表明,底板岩巷布置在待掘煤巷正下方8~12 m位置时穿层钻孔卸压抽采效果显著。     

顶板定向分支钻孔预抽煤巷条带瓦斯工程实践

针对下峪口煤矿23202切眼掘进工作面无保护层开采条件、普通顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯不符合《防治煤与瓦斯突出细则》要求,提出了顶板定向分支钻孔预抽煤巷条带瓦斯区域防突措施,通过对钻孔施工情况及瓦斯抽采效果分析,顶板定向分支钻孔实现了对预抽区域煤层的全覆盖,抽采63 d后区域防突措施效果检验,煤层残余瓦斯含量降到8 m3/t以下,实现了巷道的安全掘进。     

综掘面定向千米钻孔预抽煤层瓦斯应用效果分析

针对高突矿井煤巷掘进工作面瓦斯涌出大,采用常规钻孔预抽时间长,掘进速度慢的情况,采取了定向千米钻孔预抽煤巷掘进工作面瓦斯的相关技术措施。经过瓦斯抽放效果的监测与对比,预抽期间定向千米钻孔孔口平均抽放浓度保持在87%左右,单孔抽放纯量达1.24 m3/min。与常规钻孔相比,相同预抽时间下瓦斯抽放量提高了2倍,瓦斯含量及瓦斯涌出量明显降低;相同工作面进尺条件下,定向千米钻孔大大节约了预抽时间,掘进速度提高了1.5倍。     

网络化高效抽采技术在煤巷掘进的应用研究

针对高瓦斯突出矿井煤巷掘进速度缓慢的问题,提出普通钻孔与水力冲孔钻孔协同交叉布置的网络化高效抽采技术。该技术能够有效破除普通钻孔的"瓶颈效应",实现煤体整体均匀卸压,提高瓦斯抽采效率。在平顶山天安煤业股份有限公司八矿己15-14140机巷底抽巷开展了现场试验,验证了网络化高效抽采技术对煤巷掘进的效果。     

甲烷氧化菌应用于煤矿甲烷防治途径探讨

首先介绍了甲烷氧化菌分布、分类及降解甲烷的机理,然后介绍了国内外利用甲烷氧化菌降解煤矿甲烷的研究现状,最后探讨了利用甲烷氧化菌降解甲烷常用的方法及存在的问题。     

好氧型甲烷氧化菌对风流中甲烷的降解实验

为了研究好氧型甲烷氧化菌对风流中甲烷的降解效能,分离纯化出可以甲烷为唯一碳源的好氧型耗甲烷菌株,设计出一种模拟巷道风流中甲烷降解实验装置,实现了对不同甲烷浓度、不同风流量、不同菌液体积的调控。实验结果表明:在保持风流量为200 m L/min、菌液体积为200 m L的条件下,甲烷浓度越高,越有利于甲烷的降解;在菌液体积为200 m L、甲烷浓度为50%的条件下,风流量从400 m L/min减到200 m L/min,最低甲烷浓度由42%下降到33%;在保持风流量为200 m L/min、甲烷浓度为30%的条件下,菌液量越多,越有利于甲烷的降解。     

基于煤体瓦斯含量对测定煤层瓦斯压力准确性分析

基于煤体的瓦斯含量,分析了测压室长度与封孔过程中瓦斯的释放量对测压准确性的影响,并依据理想气体状态方程与煤层瓦斯含量的朗格缪尔方程,推导出原始的煤层瓦斯压力与实际测出的煤层瓦斯压力、测压室长度以及封孔过程中瓦斯释放量的表达式,对实际测得的瓦斯压力进行了修正。经计算发现,测压室长度越长,封孔过程中瓦斯释放量越多,最终测定的瓦斯压力与煤层原始瓦斯压力偏差越大,在封孔过程中应尽量减小测压室的长度,加快封孔的速度。     

不同煤阶煤对甲烷的吸附-扩散实验研究

为了研究甲烷在不同煤阶煤中的吸附、扩散特性及规律,进行了等温甲烷吸附解吸实验。选取新疆阜康矿区长焰煤、潞安高河矿区贫瘦煤2种煤,制成60~80目的煤样,在30℃恒定温度,相同的平衡压力条件下进行吸附扩散实验,对比分析研究甲烷在不同煤阶中的扩散量、扩散率、扩散系数的差异,并解释其产生差异的原因:相同条件下,阜康矿区长焰煤扩散量小于高河矿区贫瘦煤的扩散量,原因是吸附量与煤的比表面积有关,贫瘦煤中微孔和过渡孔发育,其比表面积比长焰煤的更大,有利于吸附的缘故;阜康矿区长焰煤扩散率大于高河矿区贫瘦煤的扩散率,原因是长焰煤中大孔和中孔所占比例大于高变质程度的贫瘦煤,孔隙连通性好、渗透性强,有利于甲烷的扩散;阜康矿区长焰煤扩系数大于高河矿区贫瘦煤的扩散系数;根据公式扩散系数与扩散率成正相关,其规律性与扩散率规律一致。     

高瓦斯矿井近距离煤层群下邻近层瓦斯治理方法研究

高瓦斯矿井近距离煤层群上部煤层开采时,工作面瓦斯涌出以下邻近层为主,采用传统采空区抽采方法存在一定局限性,尤其是薄煤层开采时瓦斯抽采效果不理想。根据山西省吕梁矿区神州矿井煤层赋存条件、瓦斯涌出量预测结果,分析了矿井回采工作面瓦斯涌出的构成特点,并结合煤层、瓦斯赋存情况,提出"在下邻近煤层布置抽采巷道,施工顺层钻孔进行拦截抽采"的瓦斯治理方法。该抽采方法能够实现从源头上治理瓦斯的目的,能有效地保证工作面的回采安全。     

煤层气井见气时间预测方法及其应用

结合前人研究成果,根据煤层气井排采理论与实践,建立了预测见气时间(即启抽后至观测到套压所用时间)的理论模型,并通过收集鄂尔多斯东缘延川南区块煤层气井生产资料,统计了见气时间、见气前平均日产水量、累计产水量、解吸压力、初始井底流压、举升指数(冲程冲次或转速)等数据,进行了参数耦合分析。研究发现,见气时间与见气前平均日产水量、累计产水量以及举升指数呈正相关,与初始井底流压与解吸压力之差存在二次多项式规律,据此得到了见气时间预测的统计模型。最后,运用理论模型与统计模型得出了见气时间预测表达式,在实际应用中误差较小,对煤层气井见气时间的有效预测具有重要意义。     

蒋家河煤矿瓦斯地质因素及采煤工作面瓦斯防治措施

通过对蒋家河煤矿地质勘探数据和实际瓦斯监测资料的分析,初步总结了地质条件对该矿瓦斯分布的影响,并采用工作面上隅角布设风帘、压风管,相邻工作面采空区布设刚性抽放管路,增加工作面风量、相邻层施工高位钻场预抽和开采煤层施工交叉钻孔抽放等瓦斯综合防治措施,在蒋家河煤矿ZF1404工作面瓦斯治理中取得了良好的效果。     

基于瓦斯地质编图中煤层瓦斯含量与瓦斯涌出量关联特征的探讨

针对编制矿井瓦斯地质图中必须涉及的煤层瓦斯含量和回采瓦斯涌出量,结合淮北芦岭矿瓦斯预测工作的实际状况,深入探讨了二者之间的关联特征和数量关系,并对其在矿井瓦斯地质图中的合理展示方式进行了分析。     

高瓦斯煤层边采边抽效果分析

在高突煤矿生产过程中,治理瓦斯是保证安全生产的一个重要环节,特别是高瓦斯煤层在掘进期间,边掘边抽也是治理瓦斯的一种有效手段。在回采过程中,由于区域瓦斯储量大,工作面瓦斯超限,采取边采边抽的方法能够解决工作面瓦斯超限。     

高瓦斯煤层综放工作面瓦斯运移规律实测研究

以某矿S2205综放工作面为例,通过长期现场观测并结合数值模拟对综放工作面的瓦斯涌出规律进行研究,得到S2205工作面瓦斯涌出量的不同来源及各自所占比例,其中采空区内的瓦斯涌出量约占到工作面风排瓦斯涌出量的48.1%。同时对开采初期和正常回采期间的瓦斯涌出变化情况进行了统计和分析,发现瓦斯涌出量的变化与工作面矿压显现有着直接的联系,基本顶的垮落造成工作面前方煤体裂隙扩大和增加,并挤压采空区而导致瓦斯涌入工作面,造成工作面瓦斯涌出量的增大甚至超限。通过对综放工作面瓦斯涌出规律的分析,可以为高瓦斯综放工作面的瓦斯防治提供指导依据。