自卸压综合抽放技术在突出煤层中的应用

针对逢春煤矿急倾斜煤层透气性低、预抽瓦斯时间长、防突掘进工作面局部防突措施工程量大、安全威胁大、生产效率低的问题,提出了利用俯伪斜自卸压综合抽放技术提高急倾斜单一严重突出煤层瓦斯抽放率,防治煤与瓦斯突出的技术。该技术在逢春煤矿S1862工作面的应用结果表明：台阶回采后对下部煤体的卸压保护范围达到7.60～9.97 m,工作面每个台阶推进速度在3～19m/班,平均推进度在7 m/班。因此自卸压综合抽放技术能有效地减弱煤与瓦斯突出危险性,并显著减少回采期间的瓦斯涌出量,通过伪倾斜正台阶采煤方法的自卸压原理可确保回采前方煤体不处于煤与瓦斯突出的危险状态。     

略论深孔松动爆破防止突出

煤和瓦斯突出是矿井安全生产的一大灾害。实践证明,频繁的较大强度的煤巷掘进突出,不仅可能造成瓦斯窒息、爆炸及煤流埋人等重大事故,而且直接影响掘进速度。因此,分析和研究煤巷掘进时的煤和瓦斯突出及其防治措施,对煤矿的安全生产意义十分重大。本文对深孔松动爆破防突原理及其应用、爆破参数及工艺、爆破效果检查等做了一些分析和探讨。 一、深孔松动爆破防突原理 预防煤和瓦斯突出的主要技术措施有:开采解放层、预抽煤层瓦斯、煤层注水、水力冲孔、超前钻孔、多排钻孔、震动放炮及深孔松动爆破等。深孔松动爆破是一项较为有效的,适应性强而又易于采用的煤巷掘进局部防突措施。所谓深孔松动爆破是在进行普通放炮时,同时爆破几个7～10米以上的深炮孔,破裂与松动深部煤体,使应力集中带和高压瓦斯带移向深部,以便在工作面前方造成较长的卸压区和排放瓦斯区,从而使突出得到抑制。深孔松动爆破前后工作面应力分布如图1所示。     

松软煤层煤巷掘进卸压槽防突技术

煤与瓦斯突出事故是煤矿灾害中的主要事故之一,煤与瓦斯突出往往发生在煤巷掘进工作面或石门揭煤掘进工作面.特别在瓦斯含量高且松软的煤层,掘进工作面的防突工作更为艰巨.论述了通过对掘进工作面施工卸压钻孔,利用其对煤体的卸压作用产生的裂隙,进而进行瓦斯抽放和煤层注水的卸压槽技术.通过对各种预测指标的考察,证明了在松软煤层煤巷掘进工作面利用卸压槽技术能起到很好的消突作用.     

用长钻孔控制松动爆破防治综采工作面煤与瓦斯突出

介绍了长钻孔控制松动爆破防治机采工作面煤与瓦斯突出技术在阳泉一矿的研究试验情况。研究结果表明：实施控制松动爆破后，降低了应力，排放了煤体瓦斯，达到了防突和加快工作面推进度的目的。     

用长钻孔控制松动爆破防治综采工作面煤与瓦斯突出

介绍了长钻孔控制松动爆破防治机采工作面煤与瓦斯突出技术在阳泉一矿的研究试验情况。研究结果表明：实施控制松动爆破后，降低了应力，排放了煤体瓦斯，达到了防突和加快工作面推进度的目的 。     

突出煤层掘进巷道冲击地压防治技术

为了在垂深1 100 m、具有严重煤与瓦斯突出和冲击地压危险的煤层进行安全快速掘进,消除冲击地压和煤与瓦斯突出危险,应用巷道钻孔松动爆破卸压技术.通过对冲击地压发生机理和钻孔松动爆破卸压理论分析,研究了深井煤层卸压原理,确定了巷道钻孔松动爆破卸压技术参数和施工工艺.试验结果表明:利用瓦斯抽排巷道对掘进煤层进行打钻和松动爆破,在一定范围使突出煤层卸压、排放瓦斯,可使原始高地应力场发生改变,并沿巷道掘进方向向前方煤体和巷道两帮深部转移,同时提高煤层透气性,使高压瓦斯加速排放,减少了突出势能,有效防治煤与瓦斯突出和冲击地压.     

极薄保护层开采卸压抽采消突技术研究

以准确预测保护层开采时瓦斯涌出量、设计合理的瓦斯抽采方案为基础,运用开采薄煤层保护层消突技术,研究了保护层开采的消突效果。结果表明,11030保护层工作面开采后,被保护层得到充分卸压和瓦斯释放,在卸压区内消突效果明显,为具备保护层开采条件的突出矿井有效防治煤与瓦斯突出提供了理论基础。     

掘进工作面卸压区宽度及其主控因素研究

针对煤巷掘进过程中易发生煤与瓦斯突出的问题,对煤巷掘进工作面煤体的卸压区宽度范围进行了理论分析,得出了卸压区宽度受煤层界面摩擦因数、煤体抗拉强度、煤层厚度、煤岩容重、侧压系数及煤层开采深度等多种因素的影响,采用灰色关联分析法确定了煤体的侧压系数为卸压区宽度的主控影响因素,并采用现场实测的方法验证了卸压区宽度数值分析的正确性。提出了煤巷掘进工作面进行煤与瓦斯突出防治措施应用时,应主要以施加外部荷载的防突措施为主,提高煤体的侧压系数以破坏煤体完整性并增大卸压区宽度,使卸压煤体厚度增大从而抵御煤与瓦斯突出。研究结论可以为煤巷掘进面煤与瓦斯突出的研究提供理论指导。     

穿层深孔控制爆破防治冲击型突出研究

针对具有严重煤与瓦斯突出和冲击地压危险的煤层巷道掘进过程中,煤与瓦斯突综合检测指标经常超限,掘进速度缓慢等问题,提出了穿层深孔控制爆破防治技术,研究了穿层深孔控制爆破技术的作用机理,对穿层深孔控制爆破进行了数值模拟研究,分析了爆破过程中煤、岩的压力变化情况和爆破影响范围,确定了巷道钻孔松动爆破卸压技术参数和施工工艺.实验结果表明:利用瓦斯抽排巷道对掘进煤层进行打钻和松动爆破,在一定范围使突出煤层卸压、排放瓦斯,可使原始高地应力场发生改变,并沿巷道掘进方向向前方煤体和机巷两帮深部转移,同时提高煤层透气性,使高压瓦斯加速排放,减少了突出势能,有效防治煤与瓦斯突出和冲击地压.     

爆破地震效应激发煤与瓦斯突出的监测分析

以某突出矿井1261采煤工作面爆破为例,测试了该工作面前方卸压区和应力集中区的爆破振动速度和爆破振动频率;通过对现场测试数据的回归分析,得出了振动速度、爆破药量及地震波传播距离三者间的关系;采用“db7”小波法分析了爆破振动频谱、能量分布及爆破地震效应对煤与瓦斯突出的激发影响。监测表明：工作面前方卸压区和应力集中区爆破地震效应较小,不能直接破坏该区煤体,但该区煤体获取爆破振动能量后,工作面瓦斯突出危险性将增大。根据煤与瓦斯突出能量方程和工作面条件,调整爆破方案,可以降低爆破地震效应对采掘工作面煤与瓦斯突出的激发程度。     

何庄矿开采薄煤层保护层消突技术

保护层开采作为最经济有效的区域性防突措施,其关键是对保护层开采技术和保护效果的研究。以准确预测保护层开采时瓦斯涌出量、设计合理的瓦斯抽采方案为基础,运用开采薄煤层保护层消突技术,研究了保护层开采的消突效果。结果表明11030保护层工作面开采后被保护层得到充分卸压和瓦斯释放,在卸压区内消突效果明显,为具备保护层开采条件的突出矿井有效防治煤与瓦斯突出提供了理论基础。     

高瓦斯突出采面卸压区浅孔抽放技术及应用

随着开采深度增加,平煤集团四矿由瓦斯矿井转变为煤与瓦斯突出矿井,针对矿井安全生产和高产高效建设受到极大威胁的问题,提出在高瓦斯突出采面卸压区进行浅孔抽放技术,并分析工作面浅孔抽放机理,合理确定钻孔布置参数和抽放参数,以期解除煤与瓦斯突出威胁及工作面瓦斯涌出超限隐患。通过在丁56-19200工作面进行工业性试验,有效解决了工作面前方煤体瓦斯涌出超限问题,降低回风流瓦斯浓度,杜绝了煤与瓦斯突出事故的发生。     

突出煤层瓦斯治理薄弱区域消除突出及应力集中技术研究

为解决突出矿井煤与瓦斯突出灾害和地应力两大灾害相互叠加、诱导突出,造成工作面煤体较大面积垮落,随之瓦斯浓度超限技术难题,平煤股份十矿在工作面上隅角及高位巷进行了瓦斯抽放,利用声发射、无线电坑透和矿山CT等技术,采取深孔松动爆破等措施进行消突治理,确定了钻孔主要技术参数、钻孔布置方式。采用深孔松动爆破措施后,己15-24080工作面回风流瓦斯浓度由松动爆破前的0.65%下降到松动爆破后的0.41%。     

祁东矿346抽放巷水力压裂技术研究

针对祁东矿3煤进行水力压裂现场试验,采用多种判断指标和数值模拟相结合的方法,得出瓦斯排量达到42.52 m3,瓦斯浓度平均降低30%;工作面前方煤体的集中应力带向煤体深处推移,卸压区域加大到1.5 m,降低了煤与瓦斯突出的危险性,达到了消突的效果。     

演马庄矿煤与瓦斯突出因素分析与治理

演马庄矿为煤与瓦斯突出矿井,根据瓦斯地质特征采取了预防为主、先抽后采、打卸压钻孔、爆破松动煤体、注水降压及加强通风管理、建立预测预报监控系统等措施,避免了煤与瓦斯突出事故,提高了生产效率,获得了显著的经济和社会效益.     

底抽巷穿层钻孔预抽技术在长平矿的应用

为治理掘进工作面瓦斯,消除突出危险性,确保巷道安全掘进,在高瓦斯、松软、低透掘进工作面中采用底抽巷穿层钻孔煤巷条带瓦斯预抽技术,提高瓦斯抽采效果,降低煤体瓦斯含量,通过穿层钻孔卸压释放地应力煤体瓦斯压力,增加煤体塑性,使得防突指标和瓦斯涌出量大幅度降低,最终实现巷道安全高效掘进.     

深部高瓦斯煤层大巷揭煤区域防突技术

针对顾北矿南翼轨道大巷揭煤问题进行了区域性防突技术与应用研究。首先由巷道掘进工作面向前方钻孔,探测工作面前方煤岩体赋存情况|其次通过监测瓦斯压力和瓦斯含量及煤体强度的方法对煤体的突出危险性进行了预测,确定了巷道工作面前方煤体为突出煤体|提出了地面与井下联合洗煤的区域防突技术,对顾北矿南翼轨道大巷进行了消突,并对区域消突效果进行了检验,最终顺利实施了大巷揭煤。研究结果表明,地面和井下联合洗煤区域防突技术,有效地防止了煤与瓦斯突出现象的发生,具有较高的社会效益和推广应用价值。     

高瓦斯低透气性煤层石门揭煤卸压爆破试验

针对高瓦斯低透气性突出煤层石门揭煤过程中,采用传统的密集排放钻孔防突措施的消突效果较差,钻孔工程量大等问题,提出了用深孔控制爆破以释放煤体所积聚的弹性能,从而达到增透卸压强化抽放的目的.从断裂力学和爆炸力学的角度,分析了深孔控制爆破的防突作用机理,论述了控制爆破的施工工艺与技术参数的确定原则和方法.试验结果表明,在低透气性高瓦斯煤层中采用深孔控制爆破局部措施,能够提高煤层透气性,大幅度改善预抽瓦斯效果,对应力集中的煤体起到卸压作用,从而有效避免煤与瓦斯突出或降低煤层突出危险性,达到安全、高效揭煤的效果和缩短揭煤工期的目的.     

硬煤层深孔孔径对松动爆破技术影响应用研究

针对黑龙江龙煤集团双鸭山东荣二矿硬质煤层内工作面回采压力大,瓦斯含量高,开采困难等问题,通过分析研究深孔松动爆破在硬质煤层中的工作机理,不同爆破孔径产生爆破效果,研究煤体破坏单元的范围和受爆破作用的抽放影响区域,最终确定最佳爆破孔径。实践证明,采用最佳孔径深孔松动爆破有利于降低煤层硬度,增透卸压,提高机械切割效率,有效解决了东荣二矿硬质煤层开采问题,同时防止煤与瓦斯突出,达到瓦斯综合治理的效果。     

工作面打钻诱导突出机理分析及其预防措施

为分析煤矿井下工作面打抽放钻孔和防突钻孔过程产生的煤与瓦斯突出机理,分析了打钻时的突出过程,并从工作面煤岩体强度硬度、工作面三区分布规律、煤体的应力应变全过程、钻孔能释放地应力、钻孔周围煤岩塑性区半径、煤岩体流变机理等方面对该类突出进行了理论分析。研究结果和工程实践表明：工作面钻孔能有效排放工作面煤体中的瓦斯和降低瓦斯压力、增大工作面卸压区长度、增大工作面防突屏障厚度,起到防突效果;但在工作面打密集钻孔会破坏煤岩体原有结构、降低煤岩体原有的硬度和强度、降低工作面防突屏障的强度,同时在打钻孔过程会产生扰动,以致增大突出的危险性。所以工作面打钻孔具有防突和诱导突出双重作用。