管路积水对瓦斯抽采效果影响的试验研究及防治对策

管路积水是影响瓦斯抽采的关键因素,为有效考察管路积水对瓦斯抽采效果的影响,通过现场试验结合理论分析的方法开展了相关试验,在试验的基础上对管路积水防治对策进行分析和探讨。试验结果表明:考察期内试验钻孔放水前后30d内瓦斯抽采浓度由平均8.10%~16%提高至18.17%~21.93%,提高1.37~2.24倍;瓦斯抽采流量由平均0.0036~0.0074m3/min提高至0.0080~0.0103m3/min,提高1.39~2.22倍;积水处理后能较大程度上提高瓦斯抽采效果,延长钻孔有效抽采时间。结合前期试验针对性地开展了优化抽采设计、系统敷设管网、安装附属设施、强化抽采管理等防治对策。     

宏岩煤矿瓦斯综合抽采技术实践

为研究高瓦斯矿井瓦斯治理技术,以宏岩煤矿高瓦斯矿井为研究对象,结合矿井的实际情况,对比相邻工作面瓦斯抽采治理方法,采用掘进工作面预抽、综放工作面预抽、综放工作面瓦斯抽采、高抽巷以及双管路套管上隅角瓦斯抽采等一系列综合抽采技术。实践验证得出,高负压抽采系统抽采浓度由8%~14%提高为20%~25%,抽采纯量由4~10 m3/min提升为8~17 m3/min;低负压抽采浓度由0.2%~1.2%提高为2%~3%,抽采纯量由0.2~1 m3/min 提升为6~9 m3/min。瓦斯综合抽采技术很大程度消除了宏岩煤矿瓦斯灾害隐患,保障了安全高效生产。     

黄岩汇煤矿瓦斯抽采工艺效果分析

通过对黄岩汇煤矿瓦斯赋存及涌出量情况分析,分析了15#煤层瓦斯综合抽采工艺的抽采效果,结果表明,采用瓦斯综合抽采工艺后,工作面抽采率达到60%以上,矿井抽采瓦斯总量由原来25~30 m3/min增加到40~50 m3/min,矿井抽采率由原来30%左右提高到40%以上。     

三软厚煤层综采工作面瓦斯综合抽采技术

为了解决裴沟煤矿高含量瓦斯制约工作面正常回采的问题,在三软不稳定厚煤层高瓦斯综采工作面采取了本煤层抽采措施、动压区煤壁浅孔抽采措施、抽采巷抽采措施等3种技术措施,抽采后工作面配风量维持在1 235 m2/min,风排平均瓦斯体积分数由0.91%下降为0.58%,绝对瓦斯涌出量为7.16 m3/min.     

近距离保护层首采面瓦斯治理技术

大隆矿S11201工作面为二水平保护层首采工作面,工作面距被保护层13#煤层平均距离11.17 m,通过对工作面瓦斯来源分析,采用合理配风及分源立体抽采治理的瓦斯治理技术,工作面配风量1 000 m3/min,瓦斯抽采量33.2 m3/min,瓦斯抽采率86.7%,通过对瓦斯治理效果进行分析,对存在的问题提出相应的整改方案,保证了工作面安全生产。     

井上下联合抽采瓦斯技术的研究及应用

为了解决低渗透煤层工作面瓦斯突出问题,提出了井上下联合抽采瓦斯技术,并将这一新的瓦斯治理技术在寺河矿进行了工业性试验。由第一阶段的压裂效果可以看出,压裂后最高瓦斯抽采量为8.82m~3/min,平均瓦斯抽采量为5.38m~3/min,折算每米每天的瓦斯抽采量为56.07m~3/(d·m),压裂后每米每天瓦斯抽采量是参照孔的4倍;由第二阶段的压裂效果可以看出,抽采期间的平均瓦斯抽采量为17.01m~3/min,折算每米每天瓦斯抽采量为62.88m~3/(d·m),每米每天瓦斯抽采量是参照孔的23.55倍,效果非常显著。     

松软煤层快速全孔筛管护孔高效瓦斯抽采技术

针对松软煤层钻孔抽采瓦斯浓度低、抽采量小且易坍塌堵塞的现状,提出了松软煤层快速全孔筛管护孔高效抽采瓦斯技术,并介绍了相关的关键装备。淮南矿区典型矿井现场应用表明:通过使用该技术,75%的钻孔可在1 h以内完成,所有钻孔在2 h内完成,85%的钻孔筛管可安设至孔深的81%以上;单孔抽采瓦斯体积分数由30%增至60%,抽采瓦斯纯量由0.03 m3/min增至0.06 m3/min;评价单元抽采瓦斯体积分数提高约120%,瓦斯抽采纯流量由2.0 m3/min增至4.2 m3/min。该技术的使用避免了因钻孔坍塌导致的钻孔失效,大幅提高了钻孔预抽瓦斯的可靠性,保证了工作面瓦斯预抽的效果。     

联合抽采方法在U型通风工作面的瓦斯治理应用

为解决成庄矿4322U型通风工作面上隅角瓦斯聚集问题,提出了与采空区风流以及瓦斯纯量降低特点相结合的高浓度小流量—低浓度大流量联合抽采方法。通过观测统计工作面瓦斯抽采及风排数据,对成庄矿4322工作面高浓度小流量—低浓度大流量联合抽采方法应用效果进行分析。分析结果表明:高浓度小流量的高位定向钻孔抽采瓦斯浓度达35.3%～68.9%,瓦斯纯量在5.8～13.3 m~3/min;低浓度大流量抽采管路瓦斯平均浓度为0.9%～2.83%,抽采纯量为2.01～7.13 m~3/min,抽采混合流量为424.74 m~3/min,占工作面总回风量的12.5%。联合抽采方法的应用使得工作面风排瓦斯量由22.4 m~3/min降至17.86 m~3/min,回风巷瓦斯浓度维持在0.4%以下,上隅角瓦斯稳定在0.63%以下,有效地降低了工作面采空区的瓦斯涌出量,极大改善了上隅角的瓦斯聚集问题。     

深井松软煤层保护层高效综采面瓦斯治理技术

顾桥矿1117(1)工作面采深达-800 m,工作面绝对瓦斯涌出量平均为52 m3/min,最高64 m3/min。通过采用地面钻孔、顶板走向钻孔、尾巷埋管等综合抽采技术,瓦斯抽采量平均为36.3 m3/min,瓦斯抽采率达70%。确保了该工作面安全高效开采,日平均产量15 000 t,从根本上消除了瓦斯对生产制约。     

深井煤层群首采层Y型通风工作面采空区卸压瓦斯抽采与综合治理研究

以朱集煤矿1111(1)工作面为例,针对深井高瓦斯低透气性煤层群首采层开采卸压瓦斯治理难题,将Y型通风工作面采空区瓦斯运移规律与采空区内部空隙储存卸压瓦斯的优势相结合,提出并实施了强化留巷墙体封闭和Y型通风工作面留巷段采空区卸压瓦斯抽采技术,结合地面钻井抽采采动上部卸压煤层瓦斯,实现了深井煤层群首采层工作面的安全高效回采。1111(1)工作面回采期间,绝对瓦斯涌出量最大72.39 m3/min,平均为43.64 m3/min,在工作面风量2290~2700 m3/min条件下,回风流瓦斯体积分数0.6%以下,平均瓦斯抽采量34.27 m3/min,其中埋管抽采瓦斯纯量平均为21.94 m3/min,占瓦斯抽采总量的64%,工作面回采期间瓦斯平均抽采率为78%,研究成果为今后类似深井煤层群首采层开采的卸压瓦斯抽采和治理提供技术指导。     

李雅庄煤矿“U”型通风工作面瓦斯治理技术

针对高瓦斯矿井“U”型通风工作面上隅角瓦斯浓度高、管理难度大的问题,在李雅庄煤矿开展了本煤层抽采优化分析和裂隙带抽采研究。通过改进本煤层钻孔的封孔深度、联孔工艺、管路联接方式等,钻孔抽采浓度由抽采4个月后降低到9%,提高到抽采10个月后维持在19%;通过调整裂隙带钻孔布置方式、优化钻孔布孔层位、采取下筛管护孔等技术,裂隙带钻场最高瓦斯抽采纯流量达13.6 m3/min,平均瓦斯抽采纯流量达8 m3/min,2个钻场综合抽采瓦斯纯流量在13 m3/min以上;工作面取消了高抽巷和高位钻场裂隙带瓦斯抽采,上隅角和回风流平均瓦斯浓度分别控制在0.5%和0.4%以下。     

松软低透气性煤层顺层钻孔全程套管预抽瓦斯技术

为了提高松软低透气性煤层的瓦斯抽采效果,针对潘一矿东区1252(1)首采工作面的特点,开展了松软煤层顺层钻孔全程瓦斯预抽技术实践,采取该措施后,单孔瓦斯抽采体积分数由原来的20％ ～ 40％提高到90％,瓦斯抽采纯量由原来的0.08 m3/min提高到0.25 m3/min,且最大单孔瓦斯抽采纯量达0.51 m3/min;评价单元瓦斯抽采纯量提升近35％,且流量稳定;单元抽采达标时间由传统预抽工艺的93 d,减少到采用顺层钻孔全程套管预抽瓦斯技术后的26 d,达到了快速消突和均匀消突的目的.     

8101工作面俯孔排水排渣工艺应用

针对王庄煤矿8101综采大采高工作面钻孔施工的现状,研究并实施了俯孔排水排渣工艺,使工作面本煤层钻孔抽采纯流量由1.08 m3/min提升到3.54 m3/min,极大地保证了该工作面安全开采,取得了明显的经济和社会效益。     

煤矿采动影响区瓦斯地面井抽采试验研究

针对寺河煤矿煤层瓦斯含量高、吸附能力强、瓦斯抽采利用技术相对薄弱等问题,提出工作面采动影响区瓦斯地面井抽采技术方案,并在寺河煤矿W2301工作面进行试验。地面井抽采期间,70 d内累计抽采瓦斯约33.7万m3,平均抽采能力4 m3/min,气体浓度约40%,工作面瓦斯浓度平均降低26.5%,工作面平均排风量降低至16.4 m3/min以下,工作面瓦斯浓度未出现超限情况。     

CF-Ⅱ型自动负压放水器的改良与应用

井下煤矿的瓦斯抽采系统管路因为战线长、压力大、积水弯少,煤层水进入抽采管路后很难排出,普遍积水量大,积水达到一定程度,就会使管路有效截面缩小,抽采系统负压衰减率加大,抽采泵载荷大,出现抽采效率低等问题,不能实现抽采效果的最大化。如何对抽采管路进行高效放水,解决因抽采管路积水而对瓦斯抽采造成的影响,安装有效、实用的放水器是解决管路积水的一个重要方法。针对CF-Ⅱ型负压自动放水器在实际使用中存在一些问题以及缺陷,通过不断地实验和改良,使其维护简单、实用高效,从而有效地解决了瓦斯抽采管路积水的问题。     

东曲煤矿12418综采工作面瓦斯抽采系统研究

东曲煤矿12418工作面掘进时的瓦斯涌出为回采期间最大绝对瓦斯涌出量16m3/min,其中抽采量9.6m3/min,抽采率为60%,因此该工作面必须采取抽采治理瓦斯措施。根据东曲煤矿12418综采工作面所采煤层情况及瓦斯含量特点,分析了回采期间最大绝对瓦斯涌出量,提出了合理的瓦斯抽采系统,确保了工作面安全生产,为类似工作面瓦斯治理提供依据。     

综采面下邻近煤层瓦斯抽放技术应用探讨

西山煤电官地矿16506工作面回采期间,切眼内底板瓦斯涌出明显,严重影响安全生产.针对这一情况,通过分析瓦斯来源,采取了下邻近层长走向钻孔施工工艺,对下邻近层及采空区的瓦斯实施抽采治理;工程结果表明,钻孔接入抽采系统后,工作面月平均瓦斯抽采量由3.8 m3/min提升至5.0 m3/min,工作面切眼内底板瓦斯浓度由1.0％左右降至0.2％左右,工作面回风流瓦斯浓度由0.7％降至0.5％左右,回风隅角瓦斯浓度降低至0.4％左右,瓦斯治理效果明显.     

低透气性高瓦斯煤矿综采工作面瓦斯抽采技术

根据某矿12503综采工作面低透气性高瓦斯的概况,通过理论分析现场实测的方法,优化了12503工作面瓦斯参数,得出12503工作面绝对瓦斯涌出量为21.3 m3/min;确定了12503工作面采用顶板裂隙带钻孔抽采和本煤层预抽抽采技术。通过现场数据对抽采效果进行分析,12503工作面可抽出瓦斯10.31 m3/min,工作面抽采率48.4%,瓦斯抽采效果达标。通过对12503工作面的瓦斯抽采,保证安全高效的生产,并为类似条件下的推广应用提供了经验。     

裂缝带顺层长钻孔瓦斯抽采技术研究

为进一步提高采空区裂缝带瓦斯抽采效果、降低矿井瓦斯治理成本,保证工作面安全回采,曙光煤矿引进大直径顶板定向长钻孔技术对工作面覆岩裂缝带瓦斯进行抽采,同时对高位定向钻孔布置层位及施工工艺进行了研究。现场工业性试验表明,垂直方向上定向钻孔层位布设于裂缝带中下部瓦斯聚集区域17.1~22.8 m;水平方向上钻孔分布范围距回风巷15~35 m,钻孔间距为10 m。与普通高位钻孔抽采技术相比,该套技术不仅大幅减少高位钻场数量和钻孔进尺量,显著缩短施工工期和降低施工成本,而且瓦斯抽采效果明显优于常规钻进技术,平均单孔瓦斯抽采纯量由0.15 m³/min提高到1.55 m³/min,提高了9倍;钻孔抽采寿命由18~33 d提高到146 d以上,提高了4倍以上。     

31051综采面瓦斯综合治理技术应用

为解决综采工作面风排瓦斯量偏高、回风隅角瓦斯聚积问题,保证工作面安全生产,通过采取采空区顶板裂隙带高位钻孔瓦斯抽采及工作面回风隅角埋管瓦斯抽采相结合的瓦斯治理方案,经工作面7日瓦斯涌出量计算结果可知:高位钻孔瓦斯抽采纯量平均值为4.37 m3/min,上隅角埋管抽采瓦斯纯量平均值为2.45 m3/min,风排瓦斯量有效降至3.58 m3/min.有效降低工作面风排瓦斯量和上隅角瓦斯聚积浓度,保障工作面安全生产.