马堡煤矿厚煤层综放工作面煤与瓦斯共采技术研究

针对马堡煤矿15108综放工作面瓦斯含量高、邻近层瓦斯涌出量大,以及工作面瓦斯易超限的难题,采用UDEC数值模拟方法,研究了综放工作面采场覆岩裂隙演化规律,确定出采空区瓦斯富集区。基于此,提出应用大直径走向长钻孔结合常规本煤层交叉钻孔、采空区插管等瓦斯抽采技术,现场实践结果表明:大直径走向长钻孔可实现断裂带卸压瓦斯的高效抽采,工作面瓦斯抽采率达71.39%,安全高效生产原煤68.1万t,累计抽采瓦斯505万m3,实现了煤与瓦斯的共采。     

崔家沟煤矿2207综放面瓦斯防治技术研究

根据崔家沟煤矿2207综放面实际情况,采用本煤层顺层钻孔预抽、边采边抽、工作面顶板走向高位钻孔以及采空区埋管抽采相结合的方法进行瓦斯综合治理,使采面上隅角瓦斯浓度得到降低,取得了明显效果,保证了采面安全、顺利生产.     

大采高综采面高瓦斯综合治理技术优化研究

针对高瓦斯矿井产量大、存在瓦斯突出和爆炸危险,研究分析大采高综采工作面卸压瓦斯运移规律,提出U+I型通风、顺层钻孔抽采本煤层瓦斯和走向高抽巷抽采的综合治理技术。结果表明:对采空区、本煤层和邻近层及工作面顶板裂隙带内瓦斯抽放效果良好,实测工作面瓦斯浓度和抽采率分别为0.265%和83.3%,满足安全生产要求。     

高瓦斯急倾斜特厚煤层瓦斯高效抽采成套技术

针对急倾斜特厚煤层的瓦斯赋存特点,采用数值分析方法对乌东煤矿+575 m水平45#煤层综放工作面开采围岩采动裂隙分布规律进行研究,为制订合理的瓦斯抽采方法提供依据。通过采用顺层长钻孔抽采、卸压瓦斯拦截抽采、顶板走向高位钻孔抽采和采空区埋管抽采等成套技术,工作面瓦斯预抽率达到42.7%,回采期间工作面瓦斯抽采率达到80%以上,有效控制了开采工作面的瓦斯涌出,为工作面的安全生产提供了保障。     

综放工作面瓦斯综合治理技术

为了解决汪家寨煤矿P41102综放工作面回采过程瓦斯超限频繁等问题,通过在本煤层施工顺层钻孔进行瓦斯预抽,有效地降低了工作面回采过程中的瓦斯涌出量。同时,在采空区30 m范围埋设直径250 mm瓦斯抽放管对采空区瓦斯进行抽采,减少回风流的瓦斯浓度,在煤层顶板15m左右布置高位钻孔抽采上邻近卸压层瓦斯,效果明显,瓦斯抽采量达到27.05 m^3/min,瓦斯抽采率达到69.5%,工作面平均月进尺提高30 m以上,生产能力平均提高86 851.6 t/月,杜绝了瓦斯超限,保证了工作面的安全高效生产。     

邻近层采动影响区瓦斯预抽钻孔优化布置及效果评价

针对高瓦斯矿井近距离煤层受邻近层采动影响下瓦斯抽采钻孔优化调整问题，通过引入保护层开采采动卸压效应与瓦斯越流理论，论证了邻近层采动卸压瓦斯越流效应以及I011501综放工作面受邻近层采动卸压瓦斯排放效果，并提出了预抽钻孔优化布置方案。通过工程实践及效果评价，研究结果表明，在增大钻孔布置间距、降低钻孔施工工程量的情况下，I011501综放工作面采前预抽效果仍满足相关规定要求，6.9 m瓦斯抽放半径能够满足M15煤层综放工作面瓦斯抽采需要。     

多煤层条件下高位钻孔瓦斯抽采层位优选研究

为解决多煤层条件下多来源卸压瓦斯高位钻孔抽采层位不清的问题,引入同位素识别技术,并通过现场实测煤层解吸瓦斯及不同层位高位钻孔抽采瓦斯气体组分及碳氢同位素值,计算得出山西腾晖煤矿607工作面高位钻孔瓦斯抽采来源及比例,确定了其高位钻孔瓦斯抽采的最佳层位。结果表明:随着高位钻孔层位的增大,本煤层采空区遗煤瓦斯及下邻近层卸压瓦斯来源占比逐渐增加,上邻近层卸压瓦斯来源占比减小;确定了有效控制本煤层及下邻近层瓦斯的最佳高位钻孔低层位,即距开采煤层顶板7.9～14.2 m,以及有效控制本煤层及上邻近层瓦斯的最佳高位钻孔高层位,即距开采煤层顶板42.1～45.4 m。     

近距离煤层群条件下顶板高位钻孔瓦斯抽采技术应用研究

针对近距离煤层群1405首采工作面瓦斯涌出量大、瓦斯超限问题,以O形圈理论为依据,在1405 W型通风走向长壁对拉采煤工作面中,采用顶板高位钻孔瓦斯抽采技术,抽采采动影响范围内本煤层和邻近煤层卸压瓦斯。     

缓倾斜厚煤层高位钻孔瓦斯抽采技术应用与分析

针对U型通风方式的回采工作面上隅角瓦斯浓度严重制约工作面产量,威胁煤矿安全生产问题,以竹林山煤业1076综放工作面为例,综合考虑煤层顶板岩性、煤层赋存条件等因素,采用高位钻孔抽采方法抽采上邻近层及采空区瓦斯,抽采钻孔有效抽采距离为52～69 m,最大抽采瓦斯纯量为3.99 m~3/min,有效控制工作面上隅角瓦斯浓度.     

杜儿坪煤矿72909回采工作面瓦斯抽采方案优化

以杜儿坪煤矿72909工作面为研究对象,结合矿井的实际需求,对原有瓦斯抽采方案进行优化,采用本煤层顶板钻孔抽采代替顶板穿层抽采中预抽及卸压抽采,在相邻工作面巷道施工大直径钻孔代替顶板穿层抽采中采空区抽放,少掘进一条高位瓦斯抽放巷。现场试验表明,工作面上隅角瓦斯浓度峰值基本保持在0.45%左右,满足工作面正常安全生产的需要,同时,节省了高位巷道工程量,瓦斯治理效果良好,为同类型矿井的瓦斯治理提供了经验。     

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。     

隆德煤矿浅埋上下煤层协调同采技术研究

为了确定隆德煤矿浅埋深1-1煤与2-2煤协调开采合理安全间距，采用CT探测技术及钻孔应力监测系统两种测试方法开展了上下煤层同采应力实测研究。研究得出：CT探测确定了2-2煤层大采高工作面超前采动应力范围最大为59.5m，1-1煤工作面顶板在采空区后方47.5m开始垮落，并影响下方2-2煤工作面应力分布|钻孔应力计实测确定了2-2煤层工作面超前应力影响距离最大50.7m，应力峰值超前于工作面6m，应力集中系数1.23，而2-2煤层工作面不受间隔煤柱宽度20m的相邻工作面以及间隔顶板岩层厚度54m的上覆1-1煤回采影响|采用了3种方法综合确定了隆德煤矿上下煤层协调同采合理滞后距离为138.4m。数值模拟研究表明，安全间距50m以内拉应力贯穿整个层间距，从而验证了隆德煤矿上下煤层协调开采安全间距138.4m的安全性。     

特厚煤层综放工作面瓦斯抽采技术

崔家沟煤矿2303综放工作面存在抽采难度大、瓦斯涌出量大的问题,为此进行了特厚煤层综放工作面瓦斯抽采技术实践。分析综放工作面瓦斯赋存情况,首先采用分源预测法对2303工作面进行瓦斯涌出量预测,然后采取本煤层钻场扇形钻孔预抽、上隅角采空区埋管抽采、回风巷钻场高位钻孔抽采及顶板高位大直径定向长钻孔相结合的方法进行了瓦斯抽采。实践结果表明,采用分源预测法不仅预测了瓦斯涌出量,也可以掌握瓦斯的涌出来源;该方法对瓦斯抽采效果较好,抽采率满足要求,从而在一定程度上保证了工作面安全高效生产,可以为本矿其他综放工作面及同类高瓦斯矿井特厚煤层瓦斯抽采技术提供参考依据。     

近距离煤层下层综放工作面压架机制研究

以大佛寺煤矿40109综放工作面在近距离煤层重复采动过程中出现的压架事故为研究对象,利用顶板灾害监测预警系统掌握40109工作面在回采过程中周期来压规律,结合40109工作面工程地质条件分析以及顶板涌水情况可知,上煤层回采扰动、下层厚煤层开采以及矿井水侵蚀造成的40109老顶破断-失稳是压架事故发生的主要原因。后期通过加强对40109综放工作面顶板的合理管理,有效预防了压架事故的发生,保证了该工作面的安全快速回采。     

综放工作面垮落带高度测定方法研究

为解决高瓦斯矿井综放工作面垮落带高度难以精确测定,造成工作面两端头难维护、预抽钻孔终孔位置难以确定等问题,依据工作面采动后顶板岩层破断垮落、弯曲下沉对采空区煤层底板施加压力的情况,结合采空区上覆各岩层的厚度和密度,提出了垮落带发育高度的测定方法。以大平矿N1S2综放工作面为例,现场测试结果表明:利用该测定方法测得的垮落带高度为88.65 m,钻孔冲洗液法测得的垮落带高度为88.20 m,二者绝对误差仅为0.45 m。     

高瓦斯大倾角综放工作面自燃火灾的治理技术

针对兴安煤矿综采一队工作面开采煤层的特点,总结分析了高瓦斯大倾角综放工作面自燃火灾的特点和治理方案。通过钻孔向采空区充灰,向顶板巷、回风道打钻注灰的综合治理方案,处理综放工作面自燃发火。     

近距离高瓦斯煤层群矿井瓦斯灾害治理技术研究

为了解决乌达矿区高瓦斯煤层群开采条件下瓦斯灾害治理难题,采用DGC瓦斯含量直接测定装置开展了大量试验,并结合多元回归分析的方法,获得了矿区主采煤层瓦斯基本参数的预测模型;基于此,采用长距离定向钻孔对回采工作面实施大面积区域预抽,并在回采时结合高位钻孔对卸压瓦斯实施抽采,解决了本煤层及邻近层瓦斯预抽和上隅角瓦斯超限难题,形成了近距离高瓦斯煤层群瓦斯灾害治理技术。     

杨村煤矿薄基岩区提高综放面开采上限试验研究

通过采用钻孔注（放）水法探测了杨村煤矿综放面采后覆岩采动破坏高度;通过基岩柱厚度探测,探明305工作面浅部顶板基岩柱厚度;采用无线电波坑道透视,查明了工作面内的隐伏小断层及其延展情况。在此基础上,设计了305综放面安全防砂煤柱为30m,并制定了相应试采方案。通过试验取得了3煤综放面提高开采上限试采的成功。     

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。