大佛寺煤矿首采工作面瓦斯综合治理研究

结合大佛寺煤矿首采工作面煤层的赋存条件及瓦斯来源情况,采用采空区上隅角插管抽放、高位钻孔抽放及本煤层预抽结合的综合方法,并考察其抽放效果,确保了工作面安全生产.     

本煤层瓦斯抽放效果研究

瓦斯抽放在我国一直以来都是行之有效的瓦斯治理手段,按照瓦斯来源可以分为本煤层抽放瓦斯和邻近层抽放瓦斯,但本煤层抽放瓦斯方法在透气性低的煤层效果并不理想。根据现场试验和理论分析,针对低透气性煤层,认为采用交叉钻孔预抽瓦斯前对煤体实施深孔控制预裂爆破可更好地提高本煤层瓦斯抽放效果。     

提高突出煤层预抽瓦斯效果的途径

本文论述了我国煤矿中预抽突出煤层瓦斯的试验和生产实践,并分析了提高低透气性突出煤层预抽瓦斯效果的各种途径。其中着重指出在打钻时发生喷孔的情况下,不仅抽放瓦斯作用范围和抽放效果显著增加,并且抽放时间也可大幅度缩短。因之,充分利用和人为地激发打钻时的喷孔,将是一种较好的提高突出煤层预抽瓦斯效果的途径。     

地面钻孔抽放瓦斯

我国煤矿的抽放瓦斯工作,大致是从1949年在抚顺煤田开始的。经过近30年的努力,抽放瓦斯工作有了较大的发展和提高。瓦斯抽放技术从透气性较好的本煤层预抽发展到邻近层卸压抽放;从一般的打钻预抽瓦斯发展到采用水力压裂、水力割缝措施来提高煤层瓦斯抽放效率;从井下巷道和井下钻孔抽放瓦斯发展到地面钻孔抽放瓦斯。就是说,抽放瓦斯的工艺技术水平在不断地发展和提高。抽放瓦斯效率也有所增加。     

云盖山煤矿一矿综放工作面瓦斯综合治理技术研究

针对云盖山煤矿一矿煤层透气性系数低、煤层预抽效果差、瓦斯制约生产能力的现状,提出了以本煤层顺层钻孔瓦斯抽放为主,以上隅角瓦斯抽放为辅的瓦斯综合治理技术,减轻了风排瓦斯的压力,实现了高产高效,创造了良好的经济效益和社会效益。     

屯兰煤矿瓦斯抽放技术实践

在分析屯兰煤矿瓦斯抽放现状的基础上,结合屯兰煤矿煤层赋存及地质条件,试验应用了采空区瓦斯抽放技术和本煤层综合瓦斯抽放技术,优化了钻孔参数,提高了瓦斯抽放效果,保证了矿井的安全生产     

几种煤矿井下瓦斯抽放方法

介绍了高位水平钻孔、高位穿层钻孔、邻近层、本煤层 (交叉钻孔、卸压区抽放、深孔预裂爆破 )、上隅角、顶板老空区、密闭老空区抽放等 9种煤矿井下瓦斯抽放方法和效果     

矿井瓦斯联合抽放技术应用

煤矿瓦斯治理有多种方法,联合几种抽放方式(例如本煤层抽放、采空区抽放、高位钻孔抽放、专用瓦斯巷抽放等)综合治理效果好,可提高工作面煤层开采的安全性,并取得显著的效益。     

“先抽后采”瓦斯治理技术在南山煤矿的应用

瓦斯治理必须从源头抓起,这也充分体现"先抽后采"的瓦斯治理的方针。南山煤矿采取本煤层预抽、穿层钻孔临近煤层抽放、采空区抽放等综合治理方式,进一步提高了煤层瓦斯抽放率,为安全生产提供了可靠保证。     

三级煤矿瓦斯抽排孔专用爆破药柱在新集一矿的应用

分析了深孔预裂爆破强化抽放瓦斯的作用机理，设计并实施了三级煤矿瓦斯抽排孔专用爆破药柱进行深孔预裂爆破的方案。试验结果表明，该方案明显提高了低透性煤层的瓦斯抽放效果。     

水力压裂增透技术在南桐煤矿的应用研究

为探索低渗煤层的瓦斯抽采增产关键技术,提高瓦斯抽采效率,缩短抽采达标时间,针对南桐煤矿瓦斯治理中的难题,开展了煤矿井下水力压裂增透抽采瓦斯技术研究。研究结果表明:水力压裂可在煤层中形成一组沿最大主应力方向延伸、最小主应力方向张开的径向张性裂缝,明显提高煤层的透气性;南桐煤矿K2煤层最大破裂压力为32.0MPa,选择压力为38.0MPa的设备工况进行压裂,单孔平均压入水量400m3左右;-325m7511工作面压裂后钻孔平均每米抽采贡献量是传统工艺的49倍,减少了预抽钻孔工程量,降低了成本,提高了瓦斯抽采效果。     

大直径钻孔在瓦斯抽采中的应用

杉木树矿为煤与瓦斯突出矿井,瓦斯灾害严重,瓦斯抽采对矿井安全生产具有重大意义,而瓦斯抽采的关键影响因素在于煤层的透气性和抽采钻孔。由于以前施工的钻孔终孔孔径小（<75 mm）,有效抽采段长度短,抽采效果差,不利于瓦斯的抽采;采用直径大于120 mm的钻孔后,钻孔孔径增大,钻孔更深,有效抽采长度更长,孔内暴露面积更大,孔内裂隙较φ75 mm钻孔更发育,提高了煤层的透气性,抽采效果好。大直径钻孔在杉木树矿的成功应用,提高了抽采率,为杉木树矿创造了安全生产的条件。     

超化煤矿高瓦斯高应力煤巷掘进面瓦斯治理

超化煤矿在”三软”厚煤层高瓦斯高应力突出危险区域进行了综合消突技术的尝试。实践证明,深孔卸压抽放和浅孔静压释放瓦斯相结合,是超化矿高瓦斯高应力区域煤与瓦斯突出防治行之有效的方法。     

叠加效应影响下钻孔有效抽采半径的数值模拟及布孔间距优化

针对煤层瓦斯预抽钻孔布孔间距存在盲目性和不确定性等问题,以流固耦合原理为基础构建煤层瓦斯抽采流固耦合数学模型,借助FLUENT数值模拟软件对煤层瓦斯预抽钻孔有效抽采半径进行数值模拟研究,在多钻孔数值模拟的基础上对建新煤矿4207工作面煤层瓦斯预抽钻孔布孔参数进行了优化。结果表明:钻孔有效抽采半径随抽采时间的增加呈对数形式增大;多钻孔抽采时孔间相互扰动可产生抽采叠加效应,布孔间距越密集,钻孔之间瓦斯压力下降幅度越显著;在90 d的预抽期内,建新矿单孔抽采的有效半径为2.02 m,多孔抽采的布孔间距为2.86~4.50 m。结合煤层厚度提出了正三角形的布孔方式,经现场应用瓦斯参数达标,布孔方案切实有效。     

低阶厚煤层立体分层抽采瓦斯技术及应用

低煤阶煤层气资源受到了越来越多的关注,有望成为新的研究热点和煤层气勘探开发新领域。基于神东煤炭集团保德煤矿主采的8号煤层属典型的结构复杂低阶厚煤层的特点,开展了低阶厚煤层立体分层抽采瓦斯技术的研究。通过对矿井原有封孔工艺的改进,应用煤矿井下钻孔抽采瓦斯效果预测平台,优化8号煤层回采工作面瓦斯预抽钻孔的布孔工艺,进一步应用井下双向立体交错钻孔联合抽采瓦斯工艺实施回采前的工作面瓦斯治理,使之形成立体分层抽采瓦斯的格局。工程应用结果表明,应用低阶厚煤层立体抽采瓦斯技术可有效降低煤层瓦斯含量,使工作面实现回采前的瓦斯抽采达标。试验期间,累计抽采瓦斯量1 651.93万m³,瓦斯的预抽率达58.96%。     

基于安全风险双预控的近距离煤层群瓦斯抽采达标评判指标优化

《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》分别从采前和采煤过程2个不同的生产阶段对工作面瓦斯进行风险管控,给出了相应的瓦斯抽采效果评判指标,实现了采煤工作面全过程的瓦斯风险管控。但是现行的采前瓦斯抽采效果评判指标未充分考虑高瓦斯煤层群的开采特点,风险预控的效用相对较低,主要依靠采煤期间的工作面瓦斯抽采率等过程管控指标来控制风险,高瓦斯煤层群开采工作面的瓦斯风险管控存在薄弱环节。为提高高瓦斯煤层群开采工作面的瓦斯风险预控效用,基于安全风险双预控基本要求,经过剖析乌达矿区近距离煤层群瓦斯涌出特点,提出了适用于高瓦斯近距离煤层群开采条件下的工作面采前瓦斯预抽效果评判指标。实践表明,采用该指标进行评判后,工作面生产期间瓦斯涌出量大幅下降,起到了良好的风险预控作用。     

低透气性煤层水力冲孔和抽采钻孔瓦斯治理模拟研究

为消除平煤十矿己15-16-24100工作面在准备和回采过程中的突出危险,精细化模拟研究了水力冲孔结合抽采钻孔的瓦斯治理过程。分析了瓦斯解吸、渗流及煤岩变形的相互作用,构建了煤层瓦斯运移应力-渗流耦合数学方程,采用有限元软件对其求解,通过数值模拟己15-16-24100工作面顺层钻孔、底板巷穿层钻孔、水力冲孔掩护风巷、机巷和开切眼掘进及本煤层回采全过程,研究瓦斯抽采对降低工作面突出危险性的影响,并结合现场监测结果对抽采效果进行验证。研究结果表明:对己15-16煤层进行“穿层钻孔+顺层钻孔+穿层水力冲孔”综合抽采瓦斯可有效降低己15-16-24100工作面在准备和回采过程中的突出危险。在该设计方案下,己15-16煤层中残存瓦斯压力值降为0.25~0.45 MPa,相应的煤层残存瓦斯含量降为2.8~4.5 m^3/t,均满足平煤十矿煤与瓦斯突出防治规定要求。     

严重突出煤层穿层钻孔“钻冲筛运”一体化瓦斯治理技术研究与应用

鹤煤公司八矿地质构造复杂、断层褶曲发育,尤其井田深部断层多,并且煤层透气性低且松软,打钻塌孔、喷孔严重,瓦斯抽放效果不好,给煤炭开采和瓦斯综合治理带来了困难。针对鹤煤公司八矿穿层钻孔瓦斯治理技术措施进行井下现场探索与研究,通过在3205底抽巷经过多次技术方案论证、实践,摸索出一套钻冲筛运一体化整套技术流程,并分析高压水力冲孔瓦斯涌出特征、有效影响半径。通过采用高压水力冲孔、振动筛选、转载装运,提高了水力冲孔效果和效率,改善了工作环境。     

定向长钻孔瓦斯抽采技术在煤巷条带预抽中的应用

为了解决以往条带瓦斯预抽钻孔工程量大、抽采浓度低、抽采时间长的问题，采用定向长钻孔瓦斯抽采技术预抽榆树田煤矿的条带瓦斯，施工了4个定向长钻孔，分析了其在煤巷条带瓦斯预抽中的抽采效果。研究表明：定向长钻孔在榆树田煤矿煤层中单孔长度可达723m，煤层孔段比例高达96%以上|日瓦斯抽采浓度最大为738%，日最大抽采纯量达23017m/d|定向长钻孔瓦斯抽采技术煤层孔段比例高、抽采速度快，能够实现定向条带的区域消突。     

淮南高突煤层边掘边抽合理抽放参数研究

在谢一矿高突煤层B11煤层边掘边抽防突措施试验基础上，分析了采动应力集中、瓦斯及煤体结构对煤巷掘进中煤与瓦斯突出的影响，试验研究了钻孔抽放瓦斯后对工作面前方煤体应力集中带前移和煤体瓦斯排放效果，探讨了钻孔孔径、抽放时间、抽放负压对抽放瓦斯效果的影响，确定了谢一矿高突煤层B11煤层边掘边抽的合理抽放参数。