高位巷抽采负压对瓦斯及煤自燃协同防治的影响

高位巷抽采负压为影响采空区瓦斯及煤自燃复合灾害防治的关键因素之一,为确定合理的抽采负压,结合某矿401102综放工作面瓦斯易超限及自然发火实际情况,采用ANSYS数值模拟及现场实测方法,研究高位巷抽采负压对瓦斯抽采效果及煤自燃"三带"分布的影响,并进行工程实践。结果表明:抽采负压对采空区复合灾害防治有显著影响,负压由0.5 kPa增至3.5 kPa,瓦斯抽采纯量增加21.02 m^3/min,相比"U"型通风,高位巷负压3 kPa时,氧化升温带宽进风侧扩大17 m,中部与回风侧分别缩小14 m和11 m;提出了合理抽采负压范围的界定方法,确定负压波动区间为[0.951 6,2.558],最佳点为2.558 k Pa。煤层采用高位巷抽采方式时,合理设定抽采负压能够保证采空区瓦斯及煤自燃灾害的耦合防治。     

综放工作面采空区高位定向钻孔抽采效果影响因素分析

为了分析采空区高位定向钻孔设计抽采参数对抽采效果的影响，运用统计方法研究了矿井53个高位定向钻孔的布置参数和抽采数据，确定了合理的钻孔布置层位和平距。以王家岭煤矿12311为试验工作面，试验了不同抽采负压和钻孔孔径下高位定向钻孔的抽采效果，综合判定了高位定向钻孔的最佳抽采负压和合理钻孔孔径，并对高位定向钻孔设计和抽采参数进行了优化，对优化后的钻场抽采效果进行了试验和分析。结果表明：高位定向抽采钻孔的合理布置层位为25～45m，平距为20～60m，最佳抽采负压为22.7kPa，最优孔径为133mm，优化后瓦斯抽采率提高15.5%，有效降低了回风流瓦斯浓度。     

裕泰煤业15102工作面高抽巷瓦斯抽采研究与应用

为有效合理布置15102工作面高抽巷瓦斯抽采系统,采用Fluent数值模拟软件进行高抽巷合理布置位置及瓦斯抽采负压的模拟分析,确定高抽巷的合理位置与煤层顶板、回风巷垂距分别为35m和40m,瓦斯抽采负压为2.5kPa,同时对抽采系统中的其他参数进行具体设计,实现了工作面区域无瓦斯超限和安全高效抽采作业。     

综放工作面采空区高位定向钻孔抽采效果影响因素分析

为了分析采空区高位定向钻孔设计抽采参数对抽采效果的影响,运用统计方法研究了矿井53个高位定向钻孔的布置参数和抽采数据,确定了合理的钻孔布置层位和平距。以王家岭煤矿12311为试验工作面,试验了不同抽采负压和钻孔孔径下高位定向钻孔的抽采效果,综合判定了高位定向钻孔的最佳抽采负压和合理钻孔孔径,并对高位定向钻孔设计和抽采参数进行了优化,对优化后的钻场抽采效果进行了试验和分析。结果表明：高位定向抽采钻孔的合理布置层位为25～45m,平距为20～60m,最佳抽采负压为22.7kPa,最优孔径为133mm,优化后瓦斯抽采率提高15.5%,有效降低了回风流瓦斯浓度。     

大平煤矿穿层钻孔瓦斯抽采负压优化研究

针对大平煤矿在瓦斯抽采过程中出现的瓦斯抽采浓度低、有效预抽期短等不利于瓦斯抽采的现象,提出了大平煤矿穿层钻孔瓦斯抽采负压优化研究课题。采取综合分析试验钻孔不同抽采负压作用下孔口瓦斯参数衰减与孔内瓦斯浓度衰减结合的方法确定抽采负压。经21上部探巷现场试验分析表明:大平煤矿21上部探巷试验区域合理抽采负压范围为-25～-35 kPa,最佳抽采负压确定为-30 kPa。     

赵庄矿高抽巷抽采负压优化模拟研究

为研究高抽巷抽采负压对治理采空区瓦斯的影响并寻求最优抽采参数,以赵庄矿1309工作面为背景,通过数值计算得到布置垂高应为25m,平距应为20m。通过FLUENT软件对进行高抽巷不同抽采负压条件下的数值模拟,并采用UDF程序定义采空区参数使模拟结果接近实际。模拟结果表明：在无抽采模型下,工作面上隅角瓦斯浓度最高可达18%,影响安全回采。高抽巷抽采条件下增大抽采负压,采空区瓦斯浓度降低,上隅角附近的低瓦斯浓度区域由不存在逐渐扩大。高抽巷瓦斯体积分数及抽采纯量在抽采负压高于20kPa后增量趋于平缓。为保证抽采效果同时避免采空区漏风,确定合理抽采负压为20kPa。现场实测高抽巷瓦斯抽采纯量平均为43.93m/min,与模拟结果基本吻合。     

回采工作面高位抽采钻孔布置与应用

为保障2-559工作面高位钻孔的瓦斯抽采效果,基于工作面地质条件,通过理论与试验分析的方式,进行高位钻孔各项布置参数的设计,确定钻孔布置在回风巷内、钻场步距为21 m、高位钻孔孔径为153 mm,落孔高度为25～30 m,布孔间距为2 m,在抽采期间进行抽采指标的监测,高位钻孔平均抽采纯量11.34 m3/min,抽采浓度平均12.3%,高位钻孔的平均瓦斯抽采量占到工作面瓦斯涌出量的33.4%,抽采效果显著。     

沿空留巷下综放工作面采空区瓦斯运移及抽采特征研究

以古汉山矿1604综放工作面为研究对象,采取风量测定法及示踪气体法相结合的手段,分析了沿空留巷及“Y”型通风条件下采空区漏风及瓦斯运移规律,并结合抽采浓度及流量变化,分析了高位巷瓦斯抽采特征及影响因素,提出了针对性优化措施。结果表明：沿空留巷段漏风加大了采空区瓦斯涌出量及涌出范围,采空区瓦斯为工作面瓦斯涌出主要来源,漏风作用进一步增大了采空区瓦斯治理难度|高位巷布置在裂隙带下部,在一定程度上改变了采空区风流流动方向、削弱了采空区瓦斯涌出强度,但持续增大高位巷抽采流量,抽采纯量提高有限,当抽采流量在20～25m/min时,抽采浓度整体较高|采取有效措施减少沿空留巷段漏风并合理控制高位巷抽采流量,将有效降低漏风对抽采瓦斯的稀释作用,提高抽采浓度,实现抽采效率和效果最大化。     

15103采面顶板走向长钻孔抽采瓦斯技术应用

阳煤集团兴裕煤矿为高瓦斯矿井,为有效治理采空区瓦斯,设计在15103工作面进行顶板长钻孔抽采瓦斯试验,通过理论分析计算、数值模拟等方法,确定走向长钻孔的垂直层位为25 m,距15103回风巷的水平距离为15～45 m,最佳抽采负压为20 kPa。验证了走向长钻孔代替高抽巷的可行性,现场应用期间,对比15101工作面高抽巷瓦斯抽采效果可知,15103工作面采用走向长钻孔抽采瓦斯应用效果更优。     

高位巷与大直径水平长钻孔抽采采空区瓦斯效果对比分析

针对高位钻孔有效抽采周期短、高位巷实施工程量大,提出大直径水平长钻孔代替高位巷抽采采空区瓦斯,因此对高位巷与大直径水平长钻抽采采空区瓦斯时的抽采纯量与抽采混量、采空区瓦斯浓度分布以及工作面上隅角瓦斯浓度分布进行数值模拟。分析模拟结果得到:增加钻孔抽采负压,可利用大直径长钻孔代替高位巷治理上隅角瓦斯。     

黄岩汇煤矿综采工作面上隅角瓦斯治理技术研究

黄岩汇煤矿煤层透气性系数差,原始瓦斯含量低,在回采期间工作面绝对瓦斯涌出量较大,上隅角瓦斯浓度容易超限。现场跟踪考察分析了15108综采工作面上隅角瓦斯来源,找到了采放煤和采空区瓦斯涌出的主要原因,并提出了以高抽巷和顶板低位斜向钻孔相结合的卸压瓦斯治理模式,对卸压瓦斯抽采效果进行评价。研究表明:高抽巷平均抽采纯量69.5 m^3/min,最大90.0 m^3/min,可达全部抽采量的92%;低位钻孔抽采措施起到较好的辅助作用,最大抽采纯量为12.4 m^3/min,平均为5.8 m^3/min。回采期间上隅角瓦斯浓度维持在0.08%~0.40%。     

软岩保护层开采底抽巷穿层卸压抽采瓦斯技术研究

为了解决目前平煤十三矿瓦斯抽采效果不佳的难题，结合煤矿的现场实际条件，提出了软岩保护层开采底抽巷穿层卸压抽采瓦斯技术，选择13100软岩保护层工作面作为首采面，然后在保护层工作面实施底抽巷穿层钻孔，并对底抽巷卸压区、未卸压区的单孔瓦斯浓度、瓦斯纯量进行测量。研究结果表明:通过连续2个月的观测，13100软岩保护层工作面底抽巷卸压区单孔平均瓦斯浓度在40%以上，较未卸压区至少提高了160%，同时单孔抽采纯量是未卸压区抽采纯量的32倍。     

煤与瓦斯突出矿井煤巷掘进工作面瓦斯抽采技术研究

为解决1303（上）工作面回采巷道瓦斯含量高的问题,通过分析工作面回采巷道的瓦斯赋存情况,结合各项瓦斯抽采方式的选择原则,确定1303（上）工作面回采巷道掘进时采用区域模块降量+底抽巷穿层抽采相结合的瓦斯抽采方式。结合巷道具体情况,对瓦斯抽采方案的各项参数进行具体设计,并根据邻近矿井资料对瓦斯抽采量进行有效预测;在瓦斯抽采技术实施完成后,巷道掘进期间采用钻屑指标法及瓦斯浓度持续监测的方式对瓦斯抽采效果进行验证分析。研究结果表明:1303（上）工作面回采巷道采用区域模块降量+底抽巷穿层抽采技术后,掘进期间瓦斯涌出量最大值为5.35 m³/min,瓦斯浓度的最大值为0.57%,钻屑量最大值为3.9 kg/m,实现了瓦斯的高效抽采,保证了巷道掘进期间无瓦斯异常涌出的现象。     

回采工作面采空区插管抽采参数优化

为优化回采工作面采空区插管参数,针对布尔台煤矿采用的联巷插管或煤柱大直径钻孔桥接采空区的回采工作面采空区瓦斯治理措施,采用FLUENT软件进行了数值模拟分析。结合42201综放工作面瓦斯抽采方式及抽采参数为基础数据,对采场瓦斯分布规律及采空区插管间距、插管管径、插管深度、抽采负压等插管抽采参数进行模拟。获得了不同抽采参数状态下的运移规律和瓦斯抽采效果,进而确定了采空区插管的插管间距布置为60 m、抽采负压保持在10~20 kPa、主辅进风比为1.5∶1~3∶1等最优技术参数。     

顺层定向长钻孔抽采工艺及应用

霍尔辛赫井田内构造发育，地质条件较为复杂，普通钻孔施工精准度不足，随着井田开拓区域往深部延伸，采掘工作面瓦斯含量日益增大，同时掘进工作面采取沿顶掘进，煤层厚度大，单排钻孔抽采半径有限，采用传统的“掘进面+耳状钻场”普通钻孔对巷道煤层抽采效果不佳，造成掘进期间工作面瓦斯浓度高。采用定向钻孔抽采工艺，通过实施顺层定向长钻孔预抽煤层瓦斯治理技术，实现了对煤巷掘进范围煤体的均匀控制，消除了瓦斯不均衡涌出隐患。实践表明，顺层长钻孔抽采技术可以有效解决复杂地质条件下厚煤层掘进工作面的瓦斯治理问题，为煤巷安全掘进提供了保障。     

低透气性突出煤层煤巷“三带”的研究与应用

针对车集煤矿2309工作面煤层瓦斯含量较高、煤层透气性较差等问题,采用Origin数值分析,对2309工作面切眼两侧顺层钻孔内瓦斯浓度变化规律及2309工作面切眼两侧卸压带宽度进行了研究。研究得出:2309工作面切眼卸压带内宽度自巷道左帮开始为0~12.7 m,应力集中带位于12.2~16.7 m,原始应力区为大于16.7 m。因此,2309工作面向前掘进时进尺不大于12.7 m,且对本煤层施工的顺层钻孔封孔长度不小于12.7 m,才能够有效保证钻孔的抽采效果;同时根据钻孔瓦斯浓度衰减规律,要求顺层钻孔在封孔结束后30 d内必须保证抽采负压,确保钻孔的抽采效果。研究为矿井的瓦斯抽采和巷道掘进速度提供技术支撑,有效保证了突出煤层瓦斯防治的治理水平。     

低透气性煤层回采工作面消突技术实践

为了解决低透气性煤层回采工作面采取顺层钻孔抽采后,在预计的抽采时间内未消突且在运输巷补打钻孔后抽采效果依然未达标的问题,提出了在工作面布置瓦斯治理巷,施工顺层倾斜钻孔,与原抽采钻孔形成交叉。通过在602回采工作面进行试验,发现采取瓦斯治理巷,并布置倾斜抽采钻孔技术措施后,回采工作面突出危险性预测超标率为0,割煤期间回风流瓦斯浓度由1.0%降至0.4%,实现了安全回采。证明布置瓦斯治理巷,并施工倾斜抽采钻孔的技术措施,可以有效使煤体卸压,倾斜钻孔可以有效抽采回采期间卸压瓦斯,解决回采期间回风流瓦斯超限的问题。     

糯东煤矿底抽巷快速掘进影响因素分析及实践

巷道掘进是煤矿开采过程中的重要环节，影响煤炭开采的整体进度。针对糯东煤矿采掘紧张的局面，以12000工作面底抽巷为工程背景，对影响巷道掘进因素进行了分析，认为地质条件、掘进设备、作业方式、人员综合素质、管理水平是影响巷道快速掘进的重要因素。为了实现巷道的快速掘进，提出具有针对性的改进措施，从底抽巷的掘进设备、巷道布置层位、支护方式选取、施工组织设计的合理性等方面入手。现场实践表明:底抽巷快速掘进效果明显，提高了岩巷掘进的单循环进尺，有效地降低了掘进成本，改善作业环境，实现了12000工作面底抽巷的快速掘进，保证了工作面的安全回采，可为其他巷道的掘进提供借鉴。