基于底板瓦斯抽采导巷的小角度石门快速揭煤技术研究

朱集西煤矿中央矸石运输机巷小角度揭11-2煤层,揭煤长度达80 m左右。为了解决在揭煤工作面迎头施工突出危险性预测钻孔和预抽消突钻孔效果不理想这一问题,采用在揭煤区域煤层底板施工瓦斯抽采导巷对揭煤区域进行突出危险性预测和区域消突。实施消突措施后,残余瓦斯压力、残余瓦斯含量均远低于突出临界值,预抽钻孔工程量减少40%,揭煤时间大大缩短。     

基于底板瓦斯抽采导巷的小角度石门快速揭煤技术研究

朱集西煤矿中央矸石运输机巷小角度揭11-2煤层,揭煤长度达80 m左右。为了解决在揭煤工作面迎头施工突出危险性预测钻孔和预抽消突钻孔效果不理想这一问题,采用在揭煤区域煤层底板施工瓦斯抽采导巷对揭煤区域进行突出危险性预测和区域消突。实施消突措施后,残余瓦斯压力、残余瓦斯含量均远低于突出临界值,预抽钻孔工程量减少40%,揭煤时间大大缩短。     

土城矿石门揭煤跨区段精准消突技术研究及应用

为解决近距离煤层群石门频繁揭煤的问题,提出跨区段施工穿层长钻孔预抽石门揭煤区域瓦斯,大大缩短瓦斯治理时间,减少抽采巷工程量。采用COMSOL多场耦合模拟软件建立了瓦斯抽采流固耦合模型,探讨了有效抽采半径与预抽时间的关系,结果表明:瓦斯抽采模拟结果表明钻孔的有效影响半径随着预抽时间的延长而逐渐增大,但当超过阈值后,继续延长抽采时间对于提升瓦斯抽采效果并不明显。因此合理的预抽周期为3个月,此时的有效抽采半径达到2.06 m。石门揭煤跨区段消突效果检验煤层最大残余瓦斯含量4.5 m~3/t,瓦斯压力0.32 MPa;钻屑瓦斯解吸指标K_1最大值为0.32 mL/(g·min~(1/2)),达到了精准消突的目的。     

突出煤层石门揭煤区域瓦斯抽采效果分析

为了保证冯营矿2415车场安全揭煤,确保矿井的安全生产,根据《防治煤与瓦斯突出规定》要求,对石门揭煤区域抽采钻孔进行了设计,车场揭煤区域钻孔设计总工程量为5 047.8 m,运用“两堵一注”的封孔方式对钻孔进行封孔,然后进行突出煤层石门揭煤区域瓦斯抽采效果分析。研究得出,经采取措施后,煤层瓦斯含量大幅降低、钻屑解吸指标明显下降以及瓦斯浓度显著降低。研究为类似工程条件的石门揭煤区域瓦斯抽采提供了理论基础。     

近距离突出厚煤层群石门揭煤区域联合消突技术

针对石炭井焦煤公司近距离突出厚煤层群石门揭煤区域消突问题,结合近距离突出煤层群赋存特征,提出了穿层钻孔区域预抽联合消突技术措施,并对措施实施效果进行了考察分析。应用效果表明,上831运输石门揭5#、4#突出厚煤层群工程采用区域预抽联合消突措施以后,瓦斯抽采率达到了52.1%,5#、4#煤层最大残余瓦斯含量分别下降到了5.662,5.618 m3/t;区域验证实测5#、4#煤层最大钻屑瓦斯解吸指标K1值分别为0.19,0.17 m L/(g·min1/2),均小于《防治煤与瓦斯突出规定》临界值。区域联合消突技术措施的实施,实现了5#和4#煤层联合消突,安全、顺利地揭开了煤层。     

底板穿层钻孔预抽煤层瓦斯消突技术在张集矿的应用

针对张集矿8煤层瓦斯压力高、瓦斯涌出量大和煤层透气性系数低等特点,为掩护煤巷安全快速掘进,基于煤层瓦斯流动与赋存特性及预抽钻孔的优化布置,采用底板穿层钻孔预抽煤层瓦斯消突技术。现场研究表明:钻孔预抽40d后,煤层残余瓦斯压力为0.42MPa,残余瓦斯含量为2.80m3/t,分别下降了59.6%和38.2%;累计抽采瓦斯达6.4×104m3,抽采率达到38.22%,抽采纯量达1.74m3/min,穿层钻孔预抽煤层瓦斯取得较好效果,有效地消除了煤与瓦斯突出危险性,实现了快速消突的目的。     

长钻孔跨区段预抽石门揭煤区域瓦斯治理技术

为确保松河煤矿采三区132石门安全揭煤,保证矿井安全正常生产,采用长钻孔跨区段预抽石门揭煤区域瓦斯治理技术。通过预抽揭煤区域煤层瓦斯,煤层瓦斯含量从原18.39 m~3/t降低至7.27 m~3/t,煤层瓦斯含量最大降低11.12 m~3/t,有效降低揭煤区域煤层瓦斯含量和揭煤风险,为132区段石门安全揭煤创造条件,同时缩短石门掘进揭煤预抽瓦斯所需的时间。     

土城矿石门跨区段揭煤精准消突技术研究

为有效消除石门揭煤突出危险性,提出石门跨区段施工顺层长钻孔预抽石门揭煤区域瓦斯,充分利用上区段瓦斯治理空间,对石门揭煤区域进行瓦斯超前治理,从而达到精准消突的目的。现场实践表明,该技术钻孔利用率高,揭煤区域瓦斯含量和压力分别下降53%、82%,揭煤期间掘进速率提升61.3%,实现安全、高效、快速揭煤。     

松软低透强突煤层石门揭煤工程实践

杨梅山煤矿+195 m水平回风石门煤层地质构造复杂、煤质极为松软,变质程度高、煤的瓦斯放散能力和极限吸附量都较大,具有较强的突出危险性。单纯的施工煤层瓦斯抽采钻孔,消突效果较弱,需要采取强化抽采措施。在补充了水力冲孔加强局部防突措施之后,杨梅山煤矿+195 m水平回风石门揭煤工作面煤层的残余瓦斯含量、瓦斯压力和初始释放瓦斯膨胀能均小于临界值。采用金属骨架等安全防护措施后顺利揭开+195 m水平回风石门。     

高压水割缝增透防突技术在石门揭煤中的应用

为了寻求在实施区域防突措施有效后的局部防突措施,真正消除石门揭煤的煤与瓦斯突出,根据高压水切割煤岩机理,在贵州湘能股份有限公司神仙坡煤矿114反石门揭煤过程中试验了高压水割缝增透防突技术。结果表明,高压水割缝增透防突技术由于其单孔控制范围增大,石门揭煤时预抽瓦斯的钻孔工程量降低了50%以上,揭煤的工期缩短了40%左右;同时提高了石门瓦斯的抽采率和抽采的瓦斯浓度,是煤矿石门揭煤的一项实用技术。     

基于钻孔瓦斯流量和压力测定有效抽采半径

为了准确的测定有效抽采半径,提出基于钻孔瓦斯流量和压力的测定方法。以抽采钻孔影响范围内残余瓦斯压力小于0.74 MPa且预抽率大于30%为指标,基于钻孔瓦斯流量的负指数衰减规律,推导出有效抽采半径计算公式,并结合瓦斯压力变化共同确定有效抽采半径。该方法应用于区域预抽消突钻孔布置中,分析了不同预抽时间下的钻孔有效抽采半径和极限抽采时间,并依据预抽90 d有效抽采半径为2.5 m,布置消突钻孔。残余瓦斯压力和预抽率的检验以及煤巷掘进期间的区域验证,均证明按该方法布置的预抽钻孔,消突效果有效。     

新屯矿瓦斯治理技术研究

针对新屯矿"煤与瓦斯突出矿井"现状,为了有效治理瓦斯,该矿制定了矿井区域综合防突措施和局部综合防突措施,研究了开采保护层和预抽煤层瓦斯为区域瓦斯治理措施,从工程设计入手,树立"一通三防"第一理念,优先通风系统合理、减少石门揭煤次数、开采保护层,沿空留巷,Y型通风不留煤柱方式开采,不具备开采保护层地区采取2号底板岩石巷穿层钻孔预抽条带消突,配合水力冲孔,冲孔后重新封孔连接抽采。结果表明:煤层瓦斯含量降到了7 m3/t以下,工作面回采期间上隅角瓦斯浓度低于0.8%,回风流中瓦斯浓度为0.4%以下,瓦斯治理效果较好。     

深部缓倾斜突出煤层小角度快速揭煤技术

 潘一东矿井建设项目部的井田范围内的主采煤层都是近水平煤层,煤层的最大倾角在80左右,所以石门揭煤几乎都是在小角度的情况揭开煤层,而小角度揭煤无疑又大大的增加了煤与瓦斯突出的危险。如何在石门小角度揭煤的条件下进行有效的快速石门揭煤防突工作,则是本论文着重要研究解决的关键问题。在对西一矸石胶带机上山进行揭11-2煤进行试验,执行四位一体的突出煤层揭煤措施,首先采用测定煤层原始瓦斯压力和原始瓦斯含量的方法来预测煤层是否有突出危险性;其次实施121个抽采钻孔,对其煤层进行区域消突;然后当抽采率达到45%以上时通过测定煤层的残余瓦斯含量和残余瓦斯压力的方法对消突煤层进行效果检验,在巷道施工法距煤层5m时通过综合指标法和钻屑瓦斯解吸指标法再次进行区域验证,在距煤层法距2m时采取远距离爆破,巷道见煤后进行循环效检直至远距离放炮结束。这次安全快速揭过11-2煤的关键在于快速测压技术的应用、抽采钻孔的设计优化及工作程序的劳动组织。     

钻扩一体化技术在石门揭煤工作中的应用

突出矿井石门揭煤过程中最易引发煤与瓦斯突出事故,而目前石门揭煤工作中防治煤与瓦斯突出的主要措施是穿层钻孔预抽煤层瓦斯,但低透气性煤层中单一采取这一措施难以达到理想的消突效果。钻扩一体化水力扩孔技术,能有效增加煤层透气性和抽采钻孔有效影响半径,辅以严封孔、高负压抽采措施,快速实现抽采达标,保证揭煤安全。     

近距离多煤层石门快速揭煤技术试验研究

为了解决西南矿区特殊的复杂地质条件下煤层多、距离近,石门揭煤次数多、时间长的问题,提出了近距离多煤层石门快速揭煤技术:采用长钻孔预抽多煤层、短钻孔配合抽采单一煤层,实现超前加验证的方式联合抽采所揭煤层瓦斯,同时采用钻孔全程下套管"两堵一注"高水材料带压封孔及下向孔"压风吹水"技术,提高抽采效果,以便降低煤层的瓦斯含量及弹性势能。工程试验结果表明:通过此技术方法,长距离钻孔最长施工240 m,一般钻孔施工在200 m左右,有效控制前方多个煤层,所揭开的煤层最长用时26 d,较原始揭煤程序时间缩短了48%,有效实现了石门快速揭煤。     

中马村矿211西工作面瓦斯综合抽采技术应用

为消除中马村矿211西工作面煤与瓦斯突出危险性,保证工作面安全生产,通过设计三条底抽巷穿层钻孔及进、回风巷顺层钻孔预抽煤层瓦斯,在合理钻孔布置设计下,无抽采空白带,经瓦斯抽采后实测残余瓦斯含量最大值为5.44 m3/t,最大残余瓦斯压力0.38 MPa,最大残余瓦斯含量及残余瓦斯压力均小于检验指标,消突措施效果良好,经...     

采煤工作面顺层钻孔消突效果评价

为了消除石港煤矿15111工作面的煤与瓦斯突出危险性,采用顺层平行钻孔及交叉网格钻孔进行本煤层瓦斯预抽。依据《煤矿安全规程》及《煤矿瓦斯抽采基本指标》等规范,采用钻孔指标、瓦斯指标及瓦斯预抽率进行消突效果评价并分析了评价结果的可靠性。数据显示,预抽钻孔布置合理,吨煤钻孔量为0.136 m/t,没留空白带;残余瓦斯含量为1.70～7.94 m3/t,残余瓦斯压力为0.09～0.46 MPa;瓦斯预抽率达到30%以上。结果表明,15111工作面消突措施效果明显,突出危险性已经解除,可以实施安全回采。     

长距离定向钻孔预抽瓦斯区域消突技术研究

为降低煤层内的瓦斯压力和突出危险性,石港煤业设计在15107工作面应用长距离定向钻孔预抽瓦斯区域消突技术。现场应用表明,各个钻孔抽采瓦斯最低浓度均在40%以上,瓦斯抽采纯量在0.5m~3/min以上,钻孔覆盖区域煤层瓦斯抽采率达到82.2%,抽采效果良好,煤层瓦斯含量和压力均降至突出临界指标以下,消突效果明显。     

石门揭煤防突新技术应用研究

为了解决石门揭煤瓦斯突出问题,本文以淮南矿区谢一矿-960 m轨道石门揭B11煤层为例,重点介绍了石门揭煤中的三种防突新技术,并详细阐述了地面钻井掏煤预抽辅助消突技术、水力压冲增透技术和水力冲洗增透技术的关键点及其应用效果。通过这些新技术应用有效地遏制了高瓦斯压力和高瓦斯含量下钻孔"孔突"现象,提高了井下打钻效率,消除了煤与瓦斯突出潜在威胁,大大缩短了揭煤工期,并且为矿区各矿随着水平延伸带来的一系列瓦斯治理难题提供了攻关方向。     

石门揭煤区液态CO_2致裂增透加速消突技术

针对低透气强突出煤层在石门揭煤过程中消突工程量大、作业环节复杂及揭煤周期长等特点,在揭煤前布置的瓦斯抽采孔内实施液态CO_2相变致裂增透卸压技术,经理论计算和现场考察确定4号煤层的增透半径为6 m。该技术在-650运输巷揭穿4号煤层的工作面进行了试验,结果表明:致裂前后,钻孔平均抽采瓦斯浓度从20.2%提升至42.6%,单孔平均日抽采量从1.56 m3/d提升至3.76 m3/d,且近20 d内保持高效抽采,在1个月内完成抽采达标和消突任务,抽采率为48.16%,缩短抽采时间43%;在揭煤区取样测试煤体的残余瓦斯含量平均值为5.41m3/t,反演残余瓦斯压力平均值0.27 MPa,采用钻屑解吸指标法测试钻屑量S最大值4.7 kg/m,钻屑解吸指标△h2最大为140 Pa,所有测值均小于突出临界值;煤层揭穿期间回风流瓦斯浓度仅有4%,实现安全高效快速揭煤。