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。     

高位钻孔技术在特厚煤层瓦斯治理中的应用

通过在深井特厚煤层开采条件下开展6305综放工作面的瓦斯涌出量预测,并根据预测结果分析各瓦斯涌出源的瓦斯涌出构成,制定出有针对性的高位钻孔瓦斯抽采等瓦斯治理方案。结果表明:6305工作面涌出的瓦斯中有66.14%来自开工作面煤壁和采煤机落煤所解吸的瓦斯,33.86%来自开采过程中采空区的遗煤、围岩和邻近层的瓦斯涌出;根据涌出量预测技术确定了6305工作面采空区瓦斯高位钻孔抽采的治理方案;采用"双钻场"高位钻孔同时抽采采空区瓦斯,日平均瓦斯抽采纯量可达3 940.71 m~3,保障了工作面安全高效生产。     

高位钻孔抽采治理瓦斯技术研究

为解决唐山矿工作面在回采过程中瓦斯浓度超限问题,在Y484工作面现场试验高位钻孔进行瓦斯抽放。根据分源瓦斯预测方法对工作面瓦斯涌出源进行分析,并通过理论计算冒落带和裂隙带的高度范围。结合本煤矿的现场实际情况,基于原经验优化高位钻孔参数布置,并对抽放效果进行研究。研究结果表明:工作面距离钻场越来越近时,瓦斯抽采量不断增高;通过计算瓦斯抽采纯量得到抽采效果较好孔的位置为孔高35～50 m,距巷帮距离30～50 m,瓦斯抽采率大大提高,工作面及上隅角瓦斯可得到有效控制。     

厚煤层采动覆岩裂隙分布特征及卸压瓦斯抽采技术

针对崔家沟煤矿2303综放工作面瓦斯涌出量高易造成瓦斯超限的安全难题,应用采动裂隙椭抛带理论,在分析特厚煤层综放开采覆岩破坏特征的基础上,采用物理相似模拟和UDEC数值模拟试验研究了采空区覆岩"三带"演化规律,建立了采动裂隙椭抛带数学模型,确定出了覆岩裂隙瓦斯抽采有利区,提出了低-中-高位钻孔相组合的瓦斯抽采方案,并进行了工程应用。结果表明:2303综放工作面垮落带高度为33 m,断裂带高度为110 m,距离煤层底板35 m以上55 m以下与外椭抛面交集的范围为瓦斯抽采的有利区域;通过低-中-高位钻孔抽采方案的实施,上隅角瓦斯浓度小于0.6%,回风巷瓦斯浓度小于0.5%,有力保障了工作面的安全高效回采。     

特厚煤层综放工作面瓦斯抽采技术研究

为解决蒋家河煤矿采空区瓦斯涌出量大、上隅角瓦斯超限和回风平巷风排瓦斯量大等问题,提出了本煤层预抽、专用瓦斯抽放巷抽采和上隅角埋管抽采瓦斯相结合的方法对该矿ZF202综放工作面进行瓦斯治理,进行了现场实测和瓦斯抽采效果分析。结果表明,本煤层预抽后,瓦斯含量由7.92 m^3/t下降为4.21 m^3/t,瓦斯压力由0.72 MPa下降为0.38 MPa;上隅角瓦斯浓度由0.78%下降至0.4%左右。通过对比,专用瓦斯抽放巷的抽采纯量是高位钻孔的2.5倍,抽采效果好于高位钻孔,使工作面和上隅角瓦斯浓度保持较低水平,有效地解决了特厚煤层综放工作面瓦斯超限问题,为安全生产提供了重要保障。     

高位钻孔抽采技术在工作面瓦斯治理中的应用

上良煤业工作面瓦斯涌出量大,已成为制约生产及安全的主要因素。测定了煤层瓦斯含量,根据分源预测法计算工作面瓦斯涌出量,分析工作面瓦斯涌出来源及构成;针对邻近层瓦斯涌出量占3303工作面瓦斯涌出量比例较大的特点,设计钻孔参数及抽采工艺,采用高位钻孔抽采技术抽采邻近层瓦斯,为工作面瓦斯治理提供技术保证。     

特厚煤层综放开采定向长钻孔瓦斯抽采技术

为了解决玉华煤矿特厚煤层综放开采条件下采空区瓦斯涌出量大的问题,开展特厚煤层综放工作面覆岩裂隙演化物理相似模拟实验。掌握特厚煤层采动覆岩裂隙分布特征、“三带”高度及底板应力变化规律,以此为基础设计试验工作面采空区瓦斯抽采钻孔的合理层位,最终以卸压瓦斯抽采效果为考察指标,利用定向长钻孔代替常规高位钻孔对抽采钻孔层位布置的合理性进行验证。结果表明,工作面冒落带高度22 m,冒采比2.2,裂隙带高度140 m,裂采比14。参考矿井实际顶板垮落情况,确定顶板定向长钻孔的3个合理终孔层位分别为7 m、15 m、40 m。通过瓦斯抽采效果对比得到定向长钻孔的瓦斯抽采浓度和有效抽采距离均比普通钻孔提高了1倍以上,抽采效果良好。     

大直径高位钻孔治理综放工作面初采期瓦斯涌出

针对阳煤一矿北丈八井采用伪倾斜后高抽巷治理综放工作面初采期瓦斯涌出不均衡,由此造成的施工工期长、工程量大、成本高、采掘接替紧张的问题,在81102综放工作面进行了大直径高位钻孔代替伪倾斜后高抽巷的试验,研究了两者的抽采技术机理和抽采效果。结果表明:大直径高位钻孔能成功解决工作面初采期的瓦斯不均衡涌出和频繁超限问题,工作面初采期间,回风流瓦斯涌出相对平稳,未出现瓦斯涌出峰值;瓦斯抽采量稳定上升,最终达到26.97m3/min。认为用大直径高位钻孔代替伪倾斜后高抽巷是可行的。     

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     

特厚煤层综放采场瓦斯运移规律

采用高精度微地震监测技术,结合岩石力学理论进行分析,得到了特厚煤层综放工作面采场围岩破裂规律。根据综放采场瓦斯运移规律和工作面超前煤体的百米钻孔瓦斯自然涌出量的现场实测,确定了导致工作面超限的瓦斯主要来自于采空区,给出了可抽放瓦斯的范围。通过分析岩层运动规律与工作面瓦斯浓度变化规律,证明工作面瓦斯的涌出主要受高位岩层周期运动的影响。     

许疃煤矿大采高综放工作面瓦斯治理技术

许疃煤矿针对大采高综放工作面瓦斯治理问题,采用了工作面顺层钻孔预抽本煤层瓦斯、顶板高位上向穿层钻孔抽采大采高工作面上邻近层瓦斯、顶板高位走向钻孔抽采本煤层同时拦截抽采上邻近层卸压瓦斯的综合瓦斯抽采技术。针对大采高综放工作面顶板高位走向钻孔布置层位的选择,通过相似模拟试验、关键层理论分析和UDEC软件模拟研究许疃煤矿大采高工作面顶板冒落规律,寻找大采高采场上覆岩层中裂隙位置和顶板瓦斯富集区;以此确定顶板高位钻孔的相关抽放工艺参数,为大采高工作面采空区高位瓦斯抽放钻孔的设计提供了理论依据。同时为大采高工作面上邻近层卸压瓦斯抽采钻孔的设计提供了理论指导。     

特厚煤层大采高综放开采工作面的安全保障技术

通过对特厚煤层大采高综放面瓦斯分布、涌出规律及"三带"的研究,提出大采高综放面瓦斯等灾害治理新技术,为大采高综放面开采提供安全保障,改善作业环境,为实现大采高综放面安全、高产、高效提供技术支撑。     

高瓦斯急倾斜煤层综放工作面瓦斯抽采技术研究

根据1155综放工作面高瓦斯急倾斜煤层的地质概况,结合该工作面实测的煤层瓦斯基础参数,得出该工作面煤层瓦斯可进行抽采;通过理论分析和现场实测的方法,确定了该工作面的瓦斯抽采方法和抽采设计参数。现场抽采数据表明1155工作面Cu2煤层可解析瓦斯量最大值为4.05m3/t,工作面瓦斯平均抽采率为47.1%,回风流中瓦斯浓度未超过1%,瓦斯抽采效果达标。通过对1155综放工作面的瓦斯抽采,保证该工作面安全高效的生产,并为类似条件下的推广应用提供了经验。     

石港矿15109综放工作面初采期瓦斯涌出特征分析

石港矿综放工作面瓦斯涌出量巨大,初采期的瓦斯超限问题威胁着该矿安全生产。通过对15109综放工作面初采期瓦斯涌出特征的分析,得出初采期瓦斯涌出波动性较大主要是上覆煤岩层的活动引起的,直接顶和老顶的垮落相继引起邻近层瓦斯的大量涌出,得出初采期风排瓦斯量、高抽巷抽放瓦斯量以及尾巷瓦斯浓度的变化规律,尾巷瓦斯超限距离为4.5～27.8 m,石港矿15109工作面初采期的瓦斯涌出特征适于该矿一采区的其他大采长工作面,并对上覆煤岩层相同的其他采区工作面的初采期瓦斯治理提供了重要参数。     

高瓦斯突出煤层未保护区综放开采瓦斯综合治理研究

针对淮南潘三煤矿低透气性高瓦斯煤层综放开采的实际情况,在综合分析影响综放面安全开采的基础上,提出并实施了顶板走向长钻孔覆岩卸压瓦斯抽放、本煤层顺层孔卸压瓦斯抽放、尾巷抽放和排放等综合瓦斯治理措施,实现工作面的安全快速推进。实践证明,顶板走向长钻孔覆岩卸压瓦斯抽放是解决低透气性煤层瓦斯抽放率低的有效方法,回采面顺煤层瓦斯预抽率在30%以上;尾巷抽放和排放是低透气性高瓦斯煤层安全生产的有效辅助措施。该方法对类似条件的高瓦斯煤层综放安全开采有指导意义。     

高位定向钻孔在综放工作面上隅角瓦斯抽采中的应用

针对王家岭煤矿综放工作面瓦斯涌出量大、上隅角瓦斯超限的问题,使用定向钻机及机具,利用定向钻进技术进行高位定向钻孔瓦斯抽放。在分析工作面回采过程中瓦斯运移规律的基础上,通过大量现场实践,得出适用于该矿区的高位定向钻孔轨迹布设参数,有效地解决了上隅角瓦斯超限问题,实现高瓦斯矿井工作面安全高效开采。     

407综采工作面瓦斯分析及综合抽放技术应用

为了有效治理407综采工作面综回采过程中瓦斯频繁超限难题,文章仔细分析了该综采工作面瓦斯涌出的来源,建立了适合该矿实际生产情况的高瓦斯治理技术体系,提出了包括上隅角埋管抽放、高位裂隙抽放、本煤层预抽在内的多种瓦斯抽采技术,有效地保证了该矿的安全高效生产     

赵庄煤矿工作面分源联合立体抽采技术应用研究

针对赵庄煤矿工作面回采过程瓦斯治理现状,通过分析工作面回采过程中的瓦斯来源和涌出规律,结合工作面巷道布置实际设计,设计施工高位钻孔抽采技术、横川闭墙埋管抽采技术,增加底抽巷闭墙埋管抽采技术,对顶板裂隙带积聚瓦斯、垮落带积聚瓦斯、下邻近层上涌瓦斯进行针对性精准抽采。进一步分析得到工作面回采过程中三种分源联合立体抽采技术的抽采浓度、抽采纯量变化规律,验证了三种抽采技术在瓦斯治理中主要作用,并给出了三种抽采技术的最佳抽采混量。通过运用新的分源联合立体抽采模式,使得U形通风方式下的日产万吨的松软煤层高产工作面上隅角、回风巷最高瓦斯浓度在0.7%以下,保障了工作面安全回采。