回采面顶板覆岩卸压抽放瓦斯机理及合理参数研究

通过理论分析和现场试验分析了煤炭开采顶板覆岩冒落变形动态变化规律,分析了覆岩关键层的层位及岩体特性对煤层回采后顶板岩层的冒落区、裂隙区的扩展影响特征;结合现场工程实际,提出了顶板覆岩卸压抽放技术,分析了影响瓦斯抽放量的因素,给出了顶板卸压钻孔的合理布置参数,为高瓦斯煤田瓦斯抽放提供了一条新途径。     

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。     

不同地质条件下顶板走向长钻孔抽放瓦斯技术试验研究

针对潘三矿不同地质条件下的采煤工作面顶板覆岩的移动规律,研究完善了顶板走向钻孔抽放瓦斯的技术,并确定了适合潘三煤层围岩特点的顶板走向钻孔抽放参数,取得了很好的瓦斯治理效果。     

综放面顶板覆岩走向长钻孔卸压抽放瓦斯研究

通过理论分析和现场实际考察分析了煤炭开采顶板覆岩垮落变形动态变化规律，分析了覆岩关键层的层位及岩体特性对煤层回来后顶板岩层的垮落区、裂隙区的扩展影响特征；结合现场工程实际，提出了针对低渗透性煤层提高煤层瓦斯抽放率的一种新的顶板覆岩卸压抽放技术，分析影响瓦斯抽放量的因素，给出了顶板卸压钻孔的合理布置区域。     

利用顶板冒落规律抽放采空区瓦斯的研究

为了给采空区走向高位瓦斯抽放钻孔的设计提供依据,采用相似模拟试验方法分析了采空区顶板冒落规律、覆岩关键层的破断对采空区顶板冒落形态和采空区瓦斯的富集区域影响。依据瓦斯富集区域、顶板的垮落角和周期来压(垮落)步距给出了顶板瓦斯抽放钻孔的终孔层位、钻场间钻孔的压茬距离和抽放钻孔在倾向方向上控制范围的确定方法,并预测钻孔的抽放瓦斯效果。现场应用取得了良好的效果。     

凤凰山矿15号煤顶板高位钻孔抽放瓦斯技术研究

 针对凤凰山矿151304综采工作面“U”型通风系统回采过程中上隅角瓦斯超限实际,在分析采空区瓦斯主要来源于上覆9号煤层的基础上,利用煤层回采后煤层顶板覆岩层的卸压特征,在煤层顶板覆岩内布置高位钻孔直接对上邻近层卸压瓦斯进行抽采和拦截,并对钻孔布置参数进行了研究。实践应用表明,所设计施工的顶板高位钻孔能够很好的满足151304工作面采空区瓦斯治理的需要,解决了工作面瓦斯超限问题。     

煤层顶板走向布置钻孔瓦斯抽放技术的研究

分析了煤层顶板走向布置钻孔瓦斯抽放的基本原理和影响抽放效果的因素。通过对新集二矿1808工作面8煤层顶板走向布置钻孔瓦斯抽放实验,分析了顶板走向布置钻孔的位置确定的关键技术和最佳抽放效果的匹配参数。实践证明,采用顶板走向布置钻孔抽放瓦斯取得了良好的抽放效果,解决了上隅角瓦斯超限问题,保证了工作面的安全回采。     

近水平长钻孔瓦斯抽放技术在朱庄煤矿的应用

为了更高效地抽放采空区瓦斯,对Ⅲ6210综采工作面的地质构造和瓦斯涌出量来源进行了分析,提出采用顶板近水平长钻孔技术抽放采空区瓦斯。根据岩层移动理论、采空区顶板煤岩体应力重新分布规律、顶底板变形和破坏等确立了布置钻孔层位的技术参数。结果表明：顶板近水平长钻孔瓦斯抽放技术在Ⅲ6210综采工作面的应用,有效地解决了工作面上隅角瓦斯长期超限问题,确保了该工作面的安全回采。     

许疃煤矿大采高综放工作面瓦斯治理技术

许疃煤矿针对大采高综放工作面瓦斯治理问题,采用了工作面顺层钻孔预抽本煤层瓦斯、顶板高位上向穿层钻孔抽采大采高工作面上邻近层瓦斯、顶板高位走向钻孔抽采本煤层同时拦截抽采上邻近层卸压瓦斯的综合瓦斯抽采技术。针对大采高综放工作面顶板高位走向钻孔布置层位的选择,通过相似模拟试验、关键层理论分析和UDEC软件模拟研究许疃煤矿大采高工作面顶板冒落规律,寻找大采高采场上覆岩层中裂隙位置和顶板瓦斯富集区;以此确定顶板高位钻孔的相关抽放工艺参数,为大采高工作面采空区高位瓦斯抽放钻孔的设计提供了理论依据。同时为大采高工作面上邻近层卸压瓦斯抽采钻孔的设计提供了理论指导。     

朱庄煤矿高位钻孔瓦斯抽放技术的应用

为了减少煤矿瓦斯灾害、保证高位钻孔瓦斯抽放技术的有效实施,通过对朱庄煤矿4煤上覆岩层移动的"三带"分析和研究,确定了4煤顶板走向高位钻孔裂隙带高度,提出了合理的布置钻场钻孔设计参数,将基于这些参数的高位钻孔瓦斯抽放技术应用于朱庄煤矿Ⅲ4414综采工作面,Ⅲ4414工作面高位钻孔瓦斯抽放率与相邻工作面相比,提高了近2倍,由于提高了工作面上隅角的瓦斯抽放率,降低了工作面的瓦斯涌出量,工作面回采期间未出现瓦斯浓度超限现象,改善了工作面的安全生产状况.     

开采煤层顶板抽放瓦斯流场分析

论述了沿开采煤层顶板走向布置钻孔或巷道抽放瓦斯的基本原理及煤层顶板覆岩采动裂隙分布特征。应用流场理论分析了实施顶板抽放瓦斯技术前后采煤工作面上隅角和采空区 -顶板裂隙 -顶板抽放钻孔或巷道三维区域内的瓦斯流场分布。指出了应用顶板抽放瓦斯技术应注意的关键问题。     

采动应力下急倾斜煤层顶板砂岩的力学及渗透特性

针对煤矿开采过程中垂直应力集中及水平应力卸载所引起的岩体变形破坏和渗透特性等问题，运用自主研制的含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流试验装置，以急倾斜煤层顶板砂岩为研究对象，开展不同静水压力条件下，砂岩定轴压卸围压瓦斯三轴渗流试验，研究应力集中状态对砂岩卸围压破坏过程中变形规律及渗流特性的影响。得出的主要结论有：岩样屈服阶段存在一点，为岩样卸荷由张拉破坏向压剪破坏的转折点，且卸荷点越接近屈服强度，岩样卸荷破坏越突然和剧烈，岩体破碎度越高；初始围压(轴压)相同时，砂岩的峰值强度随初始轴压(围压)增大而有所提高；砂岩卸荷破坏卸荷量百分比随轴压增大而减小，随初始围压增大而增大；砂岩卸荷破坏后，峰值瓦斯流量与体积应变之间存在指数函数关系；砂岩卸荷破坏形态主要表现为沿层理方向的张剪混合裂缝，且微裂缝十分发育，岩样的渗透性与裂缝的发育程度具有较好的相关性。岩体渗透性与其所处的应力状态密切相关，开展采动应力下煤系砂岩的变形破坏规律及瓦斯流动特征研究对指导急倾斜煤层开采中瓦斯抽采钻孔的合理布设、提高瓦斯抽采效率具有重要的理论及现实意义。     

利用后部高抽放巷治理综放工作面初采期瓦斯

分析了阳泉煤业 (集团 )有限责任公司五矿 15煤综放工作面初采期瓦斯超限原因 ,提出了利用低位及中低位后部高抽放巷解决初采瓦斯试验方案 ,通过试验取得成功 ,确保了综放工作面初采安全顺利推进     

不同采高下瓦斯通道卸荷损伤演化及抽采验证

为解决大采高采场及上隅角瓦斯超限问题,基于卸荷岩体力学分析了采高对采空区顶板卸荷及瓦斯通道损伤演化的影响,结合损伤力学建立了损伤因子与卸荷量及渗透率的关系,采用离散元软件计算了不同采高下采空区顶板卸荷及瓦斯通道损伤演化规律,根据卸荷后有效应力与渗透率关系研究了不同采高下瓦斯通道的卸荷损伤范围,提出利用大采高开采形成的优势瓦斯通道在中高位断裂带内采用大直径定向钻孔抽采采空区瓦斯,并验证了瓦斯通道的贯通发育。结果表明:采空区顶板卸荷程度随采高增大非线性增长;采高越大,采空区顶板卸荷量及损伤因子越大,裂隙发育数量越多,采空区顶板渗透率突变点及瓦斯通道发育的高度越大;应用153 mm大直径钻孔抽采流量为96 mm的2～3倍,中高位瓦斯通道区钻孔抽采浓度约为中低位的2. 4倍。     

采空区顶板高位走向长钻孔高效抽采瓦斯机理研究

为了提高采空区顶板高位走向长钻孔瓦斯抽采效率,消除工作面上隅角瓦斯超限事故,以山西华晋吉宁煤业有限责任公司2102综采工作面为研究对象,采用数值模拟、理论分析与现场试验相结合的方法,利用3DEC软件模拟计算2102综采工作面回采期间采空区顶板裂隙场演化过程,根据裂隙场、应力场和应变场分布模拟结果在沿工作面推进方向上划分采空区顶板裂隙加强区范围与压实区范围,工作面推进期间煤层顶板在时间上先后经历裂隙加强区和重新压实区,处于裂隙加强区的钻孔部分为钻孔高效抽采作用区域,钻孔高效抽采段长度与钻孔高效抽采段裂隙发育程度共同决定高位走向长钻孔抽采效率,揭示了采空区顶板高位走向长钻孔高效抽采瓦斯作用机制;在此基础上,在采空区顶板裂隙带高度范围内布置多个高位试验钻孔,进行钻孔瓦斯抽采效果考察,研究结果表明:在保证高位钻孔布置于回风巷内侧顶板裂隙带前提下,最佳布孔层位为距煤层底板60 m左右,同时在高位试验钻孔作用下,上隅角瓦斯体积分数最大值由1.1%降低至0.6%,说明根据回风巷内侧采空区顶板裂隙带高度范围,布置高位走向长钻孔能显著降低上隅角瓦斯浓度。     

淮南矿区采煤工作面瓦斯治理技术措施探讨

结合淮南矿区采煤工作面的实际情况 ,对瓦斯治理所采取的几种措施进行探讨 ,提出优先使用顶板走向钻孔 ,适当使用高抽巷 ,慎重使用尾巷 ;以顶板走向钻孔抽放为主 ,顺层孔抽放和上隅角充填堵漏为辅的见解。     

顶板走向高位抽放巷道布置技术参数的研究与效果考察

通过对顶板走向高抽巷布置参数的研究 ,考察了高抽巷的实际抽放效果 ,分析认为高抽巷抽放瓦斯是处理高瓦斯采煤工作面瓦斯的一种较好的方法。