近距离上保护层开采保护效果考察

为了有效考察潘一矿11518工作面区域瓦斯治理效果,实测被保护区域7-1煤层残余瓦斯压力(含量)、卸压角等参数,分析上保护层保护效果,结果表明:11518工作面开采对下覆7-1煤层走向、倾向上方、倾向下方的卸压保护角分别为58°、76°、77°,被保护层工作面7-1煤层累计预抽卸压瓦斯585.44万m~3,抽采率为78%,经保护卸压抽采后实测残余瓦斯压力为0.20 MPa,残余瓦斯含量为3.48 m~3/t,分别降低90%、58%,保护效果显著。     

复杂赋存条件近水平煤层下保护层保护效果分析

通过数值模拟与现场考察对顾桥煤矿进行下保护层保护效果验证。顾桥煤矿下保护层11-2煤层开采,配合13-1底抽巷卸压抽采瓦斯,若瓦斯抽采率达到60%以上,则在保护层工作面被保护范围内被保护煤层膨胀变形率增大到5‰以上;煤层残余瓦斯含量、残余瓦斯压力、计算瓦斯压力、煤样坚固性系数、瓦斯放散指数及综合指标均不超标,消除了被保护区域13-1煤层的突出危险性,实现垂直保护。且由数值模拟可得被保护煤层受采动影响范围:切眼位置的采动影响线扩展到外侧50 m,工作面位置的采动影响线扩展到外侧100 m。     

上保护层开采下伏煤岩力学特性及瓦斯抽采效果

基于岩石破裂损伤理论和有限元计算方法,模拟保护层开采过程,下伏煤岩应力及变形特征,得出了下伏煤岩应力随保护层开采变化规律及被保护层煤层变形呈现压缩、膨胀、膨胀减小到稳定的变化规律,并在现场进行了工业性试验,考察了保护层开采过程,被保护层变形及煤层透气性变化,理论分析与现场测定基本吻合,依据研究结论,优化了被保护层卸压瓦斯抽采设计,通过被保护煤层卸压瓦斯抽采,残余瓦斯含量降到了2.33 m3/t,残余瓦斯压力降为0.35 MPa,均低于煤层突出临界值;被保护范围内煤层瓦斯抽采率达到44.8%;被保护层的瓦斯含量得到有效降低,消除了突出危险性,确保了被保护层的安全开采。     

金佳矿立体式分源瓦斯抽采技术应用

为了实现高瓦斯突出煤层的安全开采,提高工作效率,以金佳矿为工程背景,首先对上保护层的卸压效果进行检验,测定位于保护层下方7~#煤层的残余瓦斯含量和残余瓦斯压力,发现7~#煤层工作面区域内最大瓦斯含量为8.552 m~3/t,最大瓦斯压力为0.771 MPa,运输巷掘进区域内最大瓦斯含量为10.423 m~3/t,均超出临界值,说明预计保护范围内7~#煤层存在个别区域未消除煤与瓦斯突出危险性。采用顺层钻孔预抽与瓦斯治理巷穿层预抽相结合的立体式分源瓦斯抽采方法。结果表明,7~#煤层被保护层的1177工作面瓦斯含量下降约5.32 m~3/t,1177运输巷掘进区域瓦斯含量下降约7.38 m~3/t,消除了金佳矿1177工作面回采和运输巷掘进过程中的突出危险性,为其他类似条件矿井瓦斯安全开采提供了借鉴。     

远距离下保护层的保护效果考察与分析

潘一东矿使用层间距较远的11-2煤层作为13-1煤层的下保护层进行区域防突,为确保保护效果达标需要对其进行深入考察。本文从区域边界瓦斯压力、煤层膨胀变形量、透气性系数等方面考察保护效果,确定其保护范围。同时分析了开采保护层对被保护层进行卸压瓦斯预抽对保护边界范围的影响。结果表明,开采保护层使保护区域内瓦斯压力下降明显,结合卸压抽采可以使被保护煤层的卸压范围得到扩大,卸压区内煤体最大膨胀率为19.13%,煤层透气性系数可增大到原来的277.6倍。     

潘三矿下保护层开采条件下地面钻孔瓦斯抽采技术及效果

基于潘三矿13-1煤层的赋存条件,介绍了潘三矿地面钻孔抽采被保护层卸压瓦斯试验过程,研究了地面钻孔瓦斯抽采量、瓦斯抽采率及抽采后的残余瓦斯压力和瓦斯含量等4个方面。结果表明:保护层开采使得6个钻井累计瓦斯抽采量达到8105335m3,平均瓦斯抽采率达到54.1%,瓦斯抽采后煤层中残余瓦斯压力为0.21MPa,残余瓦斯含量为2.07m3/t,均低于《防治煤与瓦斯突出规定》中规定的临界数值,防突效果显著。     

弱透气性煤层受岩石下保护层开采影响卸压增透效果研究

针对平煤股份十矿大埋深弱透气性煤层下保护层开采工程,采用岩石破裂损伤理论和有限元计算方法,研究了被保护层变形规律、应力演化过程、卸压保护范围及瓦斯抽采效果。结果表明,随着保护层工作面的推进,其上覆煤岩体同时发生拉伸应力和剪应力破坏,被保护层大量的裂隙扩展发育,孔隙率大幅提高;随着保护层的开采,被保护层呈现出压缩和膨胀的变化规律,位于保护层采空区中部上方的被保护层变形最大,变形膨胀率最大,因此有利于煤层的卸压增透和瓦斯的抽放;岩石保护层开采后对被保护煤层沿倾斜方向预计保护范围卸压角为78°。工业试验显示:在己_15-16-24130岩石下保护层开采后,上覆己_15-16煤层变形膨胀率在0.62%~1.54%,己₁₇煤层变形膨胀率在1.71%~3.67%;在预计保护范围线位置测定的煤层最大综合残余瓦斯压力为0.42 MPa,最大残余瓦斯含量为4.210 7 m³/t。证明预计保护范围是可靠的,为平煤十矿下保护层开采区域瓦斯治理技术的推广应用提供了可靠的依据。     

远距离煤层开采保护范围确定及效果分析

以朱集西矿远距离近水平煤层组保护层开采为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场考察等相结合的方式,研究确定了保护层开采后被保护层的卸压保护范围,并对卸压保护效果进行了评价。研究结果表明,近水平保护层开采在走向方向的卸压角为63.7°,倾向方向的卸压角为80.8°;采用地面钻井及井下穿层孔抽采措施后,被保护区域内最大残余瓦斯含量为5.28 m~3/t,瓦斯抽采率为81.4%,卸压保护效果显著,有效消除了被保护层的突出危险性。     

新集一矿远距离下保护层开采试验研究

借鉴相邻淮南矿业集团采用首采11-2煤层作为13-1煤层远距离下保护层开采的实践经验,以新集一矿11-2煤层281110工作面开采为例,对远距离下保护开采进行了试验研究,考察了下保护层开采有效保护范围,统计了保护层开采过程卸压瓦斯抽采效果,测试了被保护区残余瓦斯参数,对被保护层区域防突措施效果进行了检验。研究结果表明:新集一矿11-2煤层作为下保护层开采,最大保护垂距为126m,不破坏上部被保护层的最小层间距离为35m,作为上覆13-1煤层的下保护层开采其走向、倾向上方、倾向下方的卸压保护角分别为57.3°,89.2°,74.8°,配合有效卸压瓦斯强化抽采措施被保护层13-1煤层区域防突措施效果有效。     

平煤股份十二矿开采薄煤层保护层瓦斯治理技术

利用保护层开采的基本理论,平煤股份十二矿选择己14薄煤层作为己15煤层的上保护层。采用己14-31010作为保护层工作面开采之后,在其保护范围内的己15煤层瓦斯抽采量、工作面风排瓦斯量及瓦斯抽采率得到了极大的提高,残余瓦斯含量最大为4.96m~3/t,残余瓦斯压力最大为0.4 MPa,己15煤层的突出危险性降低,采面上隅角瓦斯浓度为0.5%~0.8%,杜绝了上隅角瓦斯超限问题。在己14-31010保护层薄煤层开采过程中,在己15-31010回风巷穿层钻孔对己14-31010保护层工作面进行瓦斯抽采,采用留巷墙体埋管抽采采空区内瓦斯,同时使用了"三机配套"、沿空留巷Y型通风技术及坚硬顶板强制放顶技术进行薄煤层开采,取得了良好的效果。     

深井远距离上保护层开采卸压效果研究

基于保护层开采条件下煤层膨胀变形特征,运用FLAC3D5.0对朱集西矿远距离上保护层开采采条件下,被保护层的应力变化及膨胀变形量进行了分析;同时对被保护层瓦斯抽采流量进行了现场考察。结果表明,保护层开采过后被保护层最大膨胀率达2.2‰,保护层工作面推进40~80 m范围内,被保护层单孔瓦斯抽采流量由0.05 m~3/min增加至0.35 m~3/min,煤层透气性显著增加,对被保护层煤层有一定卸压影响,在卸压影响区内结合钻孔卸压瓦斯能够减低或消除被保护层的突出危险性。     

极薄保护层开采的保护效果研究

为考察极薄保护层开采后对被保护层的保护效果,以平煤十二矿己15突出煤层为研究对象,拟将其上部9~12 m厚度0.3~1.1 m的己14极薄煤层作为保护层开采,以达到己15被保护层区域消突的目的。通过对被保护层区域防突效果检验指标的现场测试、被保护层工作面瓦斯抽采效果及其开采过程中瓦斯涌出规律分析3种方法,综合评价了保护层开采对被保护层的保护效果。被保护层瓦斯抽采效果表明,保护层工作面开采过程中,被保护区域最大日瓦斯抽采量增加17.61倍,月瓦斯抽采量增加了11.48倍,风排瓦斯量增加了2.74倍;区域防突效果检验效果表明,瓦斯残存量在1.91~7.37 m~3/t范围内;瓦斯涌出规律表明:被保护层充分卸压之后,己15开采过程中,测得瓦斯涌出量降为6.5 m~3/min。综合评价说明,己14煤层31010工作面开采对己15-31010被保护层工作面起到了区域消突的保护作用。     

斯派尔煤矿上保护层防突技术及保护范围研究

为了确定斯派尔煤矿上保护层C_8煤层开采后对下被保护层C_9煤层的影响,根据工作面实际布置及开采条件进行了保护范围的确定,分析了瓦斯含量分布及残余瓦斯压力变化的规律,结果表明,C_8煤层开采后,在C_9煤层布置的8个钻孔测得的残余瓦斯压力均小于0.4 MPa,所取的4个钻孔中瓦斯含量均小于4 m~3/t,上保护层C_8煤层的开采消除了C_9煤层的突出危险性,保证下保护层开采的安全,为相似开采条件矿井提供参考依据。     

下峪口煤矿中近距离上保护层开采试验研究

针对下裕口煤矿开采2#煤层保护下伏严重突出3#煤层的技术问题,以21326工作面作为试验工作面,测试了保护层开采前后被保护3#煤层透气性系数、钻孔瓦斯自然涌出衰减系数等瓦斯参数,测定了保护范围内外瓦斯含量,验证了划定的保护范围合理性,对被保护层工作面区域防突措施进行了效果检验。研究得到:下峪口煤矿上保护层2#煤层开采最大有效保护垂距、被保护3#煤层倾斜上下方、走向方向卸压角、保护范围内的残余瓦斯含量,上保护层开采结合卸压瓦斯抽采的区域防突措施有效。     

上保护层开采区域防突措施效果考察分析

为了有效考察区域防突措施效果,通过实测被保护煤层瓦斯压力、相对变形量、瓦斯流量及透气性变化等参数,分析了上保护层开采的有效性。结果表明,实施保护层开采后,被保护层煤层瓦斯压力已达到《防治煤与瓦斯突出规定》要求的安全开采范围,煤层的膨胀变形量达到13.67×10~(-3),透气性增加到20.43m~2/(MPa~2·d),钻孔瓦斯流量增大到0.98m~3/min,上保护层开采的防突效果明显,确保了突出煤层安全生产。     

突出煤层上保护层开采瓦斯卸压技术研究

针对煤层开采过程中煤与瓦斯突出危险性大的问题,以谢一矿5111工作面为试验工作面,结合煤层群赋存条件,通过预测工作面的瓦斯涌出量,提出了风排、尾抽、尾排、C_(15)顶板高位巷抽放和C_(13)底板巷上向钻孔卸压抽放相结合的综合措施。研究结果表明:C_(15)煤层的合理开采使得C_(13)煤层的残余瓦斯含量4.3 m~3/t,残余瓦斯压力0.48 MPa,无突出危险。     

远距离极薄煤层下保护层开采防突效果研究

为保证远距离极薄下保护层与其围岩一起开采的防突效果,降低过量开采煤层围岩产生的防突费用,以中泰公司为例,通过分析开采远距离极薄下保护层一8煤层对二1煤层保护效果的影响因素,计算出一8煤层不同采高下二1煤层在"上三带"的位置;运用RFPA2D模拟下保护层采高为0.5、1.0、1.5 m时二1煤层的变形情况。综合理论分析和模拟结果,确定保护层开采高度为1 m时,二1煤层透气性系数增大106倍,最大膨胀变形量达0.613%。现场试验表明,一8煤层工作面采高为1 m时,二1煤层被保护范围内本煤层瓦斯抽采量达到14 m~3/min,煤层最大残存瓦斯含量仅为1.83 m~3/t,被保护层取得了良好的区域防突效果。     

青东矿被保护层抽采效果评价

矿井利用邻近煤层作为保护层开采已成为主要的区域性防突措施。为了评价保护层的卸压消突效果,根据现场实测数据计算了保护层开采过后被保护层卸压范围内的残余瓦斯含量、残余瓦斯压力以及可解析瓦斯含量。计算结果表明,评价青东矿被保护层抽采效果的3项指标均达到抽采标准。     

上保护层开采下充实率控制裂隙发育规律及瓦斯抽采研究

针对深部矿井无常规保护层的高瓦斯低透气煤层的安全开采问题,提出"采-选-抽-充-防"集成型绿色开采技术。利用UDEC离散元软件,模拟分析了上保护层开采下充填控制裂隙瓦斯通道演化规律,结果表明:被保护层采动裂隙发育区近似呈"O"形圈分布,且"O"形圈裂隙分布范围随工作面推进逐渐前移,"O"形圈裂隙发育高度对被保护层瓦斯抽采起到了关键作用。基于保护层卸压开采的原则,提出上保护层开采下充实率优化设计流程,并确定平煤十二矿己_(15)煤层充填开采充实率为40%。己_(15)-31010工作面瓦斯抽采的工程实践表明,充实率为40%条件下被保护层瓦斯抽采效果良好,瓦斯压力下降高达80%,瓦斯抽采率高达66%,彻底消除了己_(15)煤层煤与瓦斯突出危险。     

远距离下保护层底板穿层钻孔卸压瓦斯抽采研究

以桑树坪煤矿远距离下保护层11~#煤层开采保护主采3#煤层为研究对象,利用底板巷布置上向穿层网格式钻孔抽采被保护层卸压瓦斯,研究得出将3314底板瓦斯抽放巷布置在3#煤层底部法距15 m处较为合理。实际抽采数据表明,在远距离下保护层开采期间,采动影响能够有效卸压,提高被保护层的透气性,底抽巷预抽区域瓦斯预抽率约为65.6%。从卸压瓦斯抽采效果分析,11#煤层回采后保护层工作面前方10 m至保护层工作面后方60 m范围内对应的上覆3#煤层区域为最佳卸压瓦斯抽采区域。