高抽巷合理层位研究及分期配抽采空区瓦斯技术

针对郭庄煤矿采空区和邻近层瓦斯大量涌入回采工作面造成的上隅角超限频繁的问题,利用顶板裂隙移动规律及岩石物理力学参数,确定了高抽巷的最佳布置层位,经在3316回采工作面试验表明:第2阶段高抽巷小幅度开启抽采瓦斯最大浓度9.4%,瓦斯纯量4.65 m³/min,上隅角瓦斯浓度能控制在0.5%以内;第3阶段高抽巷全面开启抽采瓦斯浓度稳定在3%～4%,高抽巷混合流量225.21 m³/min,纯流量8.11 m³/min,上隅角瓦斯浓度能控制在0.4%以内。高抽巷分段配抽有效保障了工作面回采安全。     

基于偏Y型通风条件下采空区瓦斯抽采技术研究

为了研究综放工作面上隅角瓦斯超限原因及提高工作面上隅角瓦斯超限治理效果，以保德煤矿81505工作面为研究对象，结合工作面回采工艺参数，提出了偏Y型通风方式，利用有限元软件FLUENT模拟研究了工作面采空区瓦斯流场分布特点，在此基础上提出了大直径水平钻孔抽采采空区瓦斯工艺：即在备采工作面上顺槽通过施工水平钻孔接通采空区，进行采空区瓦斯抽采。研究结果表明：在保证工作面足够配风量条件下，大直径水平钻孔瓦斯抽采浓度3.2%～10.2%，抽采量5.4～23.6 m³/min，工作面上隅角瓦斯浓度不超过0.58%，回风巷瓦斯浓度不超过0.49%。确保了工作面安全高效生产。     

原相煤矿瓦斯抽采量预测研究

通过对原相煤矿矿井瓦斯含量分布及瓦斯基础参数进行测试,得出02号煤层最大瓦斯含量约14.50 m³/t,2号煤层最大瓦斯含量约15.20 m³/t.根据02、2号煤层矿井瓦斯涌出量预测,02号煤层工作面为瓦斯治理的重点,其中关键是下邻近层涌出瓦斯的治理。对02号煤层工作面进行瓦斯抽采量预计,得到工作面总抽采量为48.91 m³/min,风排瓦斯量为10.42 m³/min.     

水力压裂增透工艺及瓦斯综合治理效果考察研究

针对某矿703综采工作面瓦斯涌出问题,在工作面回采前先对工作面进行顺层孔致裂卸压增透,再施工工作面顺层抽采钻孔治理本煤层瓦斯涌出。结果表明,未压裂区域煤层原始瓦斯含量为6.68 m³/t,压裂区域煤层瓦斯含量约为3.59 m³/t;未压裂区域煤层原始瓦斯压力为0.4 MPa,压裂区域煤层瓦斯压力约为0.14 MPa;未压裂区域煤层透气性系数为0.007 3 m²/(MPa²·d^-1),压裂区域煤层透气性系数为0.024 2 m²/(MPa²·d^-1),与未压裂区域相比,压裂区域的瓦斯抽采浓度和抽采纯量都有大幅度的提高;703工作面采取措施前,回采工作面相对瓦斯涌出量16.6 m³/t,绝对瓦斯涌出量84.01 m³/min;而703工作面采用综合瓦斯治理措施情况下,回采工作面相对瓦斯涌出量13.29 m³/t,绝对瓦斯涌出量60.28 m^...     

腾晖煤业42200采煤工作面瓦斯抽采技术研究

针对腾晖煤业42200采煤工作面瓦斯含量较高的问题,采用理论计算和工程经验针对瓦斯含量及治理技术进行研究,工作面回采时预测本煤层绝对瓦斯涌出量为6.27m³/min,邻近层绝对瓦斯涌出量为7.08m³/min;采用“本煤层预抽、上邻近层裂隙带钻孔抽采、顶板孔抽采和大孔径钻孔抽采”技术方案进行瓦斯治理,通过现场瓦斯浓度监测,可知此技术方案可以有效防止瓦斯聚集问题,保证工作面安全生产。     

伪倾斜后高抽巷瓦斯抽放技术在石港矿的应用

为了解决石港煤矿综放工作面初采期瓦斯涌出不均匀,严重威胁矿井安全生产的问题,分析了综放工作面初采期瓦斯涌出特征,在15111综放工作面采用伪倾斜后高抽巷抽采初采期瓦斯技术,结果表明:初采期间,基本顶垮落之前,伪倾斜后高抽巷的瓦斯抽采量达到24.58～75.25m3/min,工作面初采期未出现瓦斯涌出峰值,有效地防止了工作面瓦斯超限事故。     

综放工作面采空区抽放注氮与遗煤自燃三耦合关系研究

为研究高瓦斯综放工作面采顶抽巷治理瓦斯和注氮与遗煤自燃三者的相互影响,寻找最佳的抽放量与注氮流量,进行实验分析;并分析了遗煤自燃抽放、注氮、温度场、O2场、CH4场影响关系图。实验表明:顶抽巷附近20 m范围内随抽放量的增加,O2浓度10%曲线逐渐向采空区延伸,采空区"三带"随之增加。受抽采半径及吸入工作面空气影响,抽放瓦斯纯度出现先增加后降低情形。随着注氮量的增加,进风侧"三带"变化浮动明显,并且对顶抽巷附近"三带"宽度也有所降低。"三带"降低率先增加后降低。81505工作面抽放量700 m³/min,注氮量2 200 m³/h时,有利于采空区防灭火。该研究为综放工作面采空区遗煤自燃治理提供参考。     

水力割缝技术在松树镇煤矿的应用研究

低透气性煤层卸压增透技术严重制约煤层瓦斯抽放。针对松树镇煤矿煤层赋存条件,应用水力割缝技术对该矿回采工作面进行了卸压增透,并通过钻孔瓦斯浓度、抽采负压及钻孔瓦斯流量对水力割缝效果进行考察。结果表明,实施水力割缝技术后,钻孔瓦斯浓度明显上升,考察周期内,绝大部分钻孔瓦斯浓度高于10%;各钻孔的抽采负压数值稳定,钻孔瓦斯总平均流量达到0.034 m³/min,远高于普通钻孔的平均流量0.005 m³/min。     

高瓦斯矿井U型通风工作面瓦斯治理技术

针对李雅庄煤矿U型通风工作面上隅角及回风流瓦斯浓度高、瓦斯治理难度大的问题，根据工作面瓦斯来源及在采空区三带的运移储存规律，李雅庄煤矿开展了本煤层抽采工艺优化和裂隙带抽采技术研究。对本煤层钻孔封孔深度、联孔工艺、管路连接方式等进行优化，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措施，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个钻场联合抽采瓦斯纯流量在13 m³/min以上；取消了瓦斯措施巷、井下移动泵和上隅角风帘，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，对高瓦斯矿井U型通风工作面瓦斯治理有借鉴意义。     

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。     

麻家梁矿特厚煤层综放工作面瓦斯抽采方案优化

针对麻家梁煤矿4#煤层瓦斯绝对含量较小、透气性系数低、自然涌出衰减快、不能进行采前预抽的问题,采用项板抽放巷封闭抽放工作面采空区瓦斯的方法,通过对地面瓦斯抽采方案进行优化,综放工作面采空区的瓦斯抽放量为8～10 m3/min,占采空区瓦斯涌出量的40％～60％,解决了综放工作面上隅角瓦斯超限的问题.     

松软煤层瓦斯立体抽采技术研究与应用

针对桑树坪煤矿4318综放工作面的特征,建立了综放采场瓦斯流场物理和数学模型,利用FLUENT流体数值模拟软件,得出了综放采场漏风及瓦斯运移规律。在此基础上,提出了4318综放面采用本煤层顺层钻孔瓦斯抽采、采空区埋管抽采、上下邻近层抽采的瓦斯立体抽采方法。结果表明:相同深度下采空区靠近进风侧的瓦斯浓度小于靠近回风侧的瓦斯浓度,通过建立瓦斯立体抽采技术之后,4318综放面采空区留管瓦斯抽采浓度约7%,北一地面系统抽采流量约65 m~3/min,抽采瓦斯量4. 6 m~3/min;移动瓦斯抽采系统抽采流量约56 m~3/min,本煤层瓦斯抽采系统浓度约10%,抽采瓦斯量约5. 6 m~3/min,该方法有效地保证了矿井安全开采,杜绝了瓦斯事故的发生。     

老年褐煤综放工作面CO来源分析及治理技术研究

针对敏东一矿低变质老年褐煤低温氧化造成综放工作面回风隅角CO超限问题，通过分析I0116³00综放工作面回风隅角CO来源，提出了以有害气体抽采为主，以帷幕注氮、气幕稀释、喷洒阻化剂、均压通风等为辅的综合防治技术措施，并进行了现场应用。研究结果表明:I0116³00综放工作面回风隅角埋管进行CO等有害气体控制抽采，有效降低了隅角及回风CO浓度；采空区帷幕注氮，惰化遗煤氧化，可以有效抑制CO的生成量；局部均压通风和上隅角导风对抑制采空区CO涌出有较好的效果，工作面最佳配风量控制在1 350 m³/min左右并适当提高上隅角风压，有效减少了采空区CO涌出。通过现场应用，消除了I0116³00综放工作面回风隅角CO超限隐患，为回采工作面的安全生产提供了保障。     

高瓦斯低透气性突出煤层瓦斯治理技术实践

针对土城煤矿1338工作面瓦斯难抽采、涌出量大、采空区及上隅角瓦斯浓度高的问题,在3号煤层采用本煤层预抽、高位抽采、采空区埋管抽采、工作面边采边抽等相结合的综合瓦斯抽采方法。通过采用本煤层瓦斯预抽,抽采量较常规的抽采方式提高了0.52~1.35倍,高位钻孔抽采瓦斯后邻近煤层的瓦斯相对涌出量由14.73~20.32 m³/t降为8.46~ 9.83 m³/t,采空区埋管抽采确保采空区的瓦斯浓度降到5%以下,符合《煤矿安全规程》对瓦斯浓度的相关规定,工作面边抽边采保证了工作面回采期间回风巷瓦斯浓度在1%以下。     

定向钻进技术在断层发育矿井瓦斯抽采中的应用

定向钻进技术以其轨迹可控、成孔较深的优势，逐步被应用于复杂地质条件的煤矿井下瓦斯抽采。针对化乐矿断层松软破碎、层序紊乱、成孔性差的问题，介绍了定向钻进技术原理与装备，从钻孔角度分析了煤矿瓦斯抽采制约因素，总结出注浆加固与定向钻进结合的成孔方法，形成了滑动定向钻进工艺避开断层破碎带的实践经验。现场施工8组钻孔，其中孔深300 m以上定向长钻孔4组，累计抽采瓦斯375 840 m³，抽采率达到77%，单孔抽采初始浓度70%～85%，流量0.1～0.5 m³/min，有效解决了掘进工作面瓦斯超限问题。     

碎软煤层超高压水力割缝增渗技术及应用

为了解决矿井高构造应力区域瓦斯抽采效果差、钻孔垮孔严重、瓦斯抽采浓度低等问题,以赵家寨煤矿14201工作面为研究对象,在预抽煤层瓦斯时采用水力割缝增渗技术,分析了该技术的增透原理,并在14201工作面回风巷进行了对比试验。结果表明：水力割缝增渗技术明显比未割缝抽采技术的渗透性好,增渗区域瓦斯含量明显降低,提高了瓦斯抽采浓度和抽采效果。采用水力割缝工艺后,瓦斯抽采日纯量平均为130 m³/min,是未割缝区域钻孔的瓦斯抽采纯量51.42 m³/min的2.5倍,同时割缝抽采28 d后,瓦斯含量由8.91 m³/t降低到5.74 m³/t,达到了突出煤层消突的目的。     

特厚易自燃煤层综放工作面临界瓦斯抽放量的确定

基于特厚煤层瓦斯抽采与煤自燃双重耦合影响,确定综放工作面的临界瓦斯抽放量。根据束管监测系统现场实测及利用Fluent软件数值模拟,得出煤自燃防治条件下的综放工作面临界风量为1 100 m3/min,综合瓦斯抽采与煤自燃防治耦合影响下的临界瓦斯抽放量为180 m3/min。     

卸压瓦斯运移区“孔-巷”协同抽采布置参数优化及高效抽采

高突矿井瓦斯抽采是治理工作面隅角瓦斯超限的重要手段,各抽采方式布置层位不同,其抽采效果存在明显差异,研究协同抽采各抽采方式的最优布置层位具有重要意义。为提高高抽巷抽采效率实现瓦斯精准抽采,基于“椭抛带”理论,运用Fluent数值模拟软件对协同抽采各抽采方式的布置层位进行模拟研究,分析各布置条件下工作面隅角瓦斯浓度,确定最优布置层位。模拟结果表明协同抽采中各抽采方式布置层位为：高抽巷最优平距25 m,最优垂距30 m,定向长钻孔最优平距在10～20 m,最优垂距在11～21 m。通过对单一抽采与协同抽采进行对比分析,协同抽采中回风侧快速提升区跨度明显增大,使得回风侧经上隅角涌入工作面的瓦斯强度降低,隅角瓦斯得到进一步控制。协同抽采较好解决了工作面回风侧风流引起的相对负压造成上隅角瓦斯大量聚集的问题,隅角涡流所引起的瓦斯聚集现象在长钻孔抽采下逐步消失。优化后的布置参数进行现场应用后,试验工作面在生产期间高抽巷平均抽采纯量为64.79 m³/min,占瓦斯涌出量的79.91%,定向长钻孔平均抽采纯量为9.68 m³/min,减小了风排瓦斯的压力,上...     

顺层钻孔机械造穴增透技术及现场应用研究

余吾煤业为高瓦斯矿井,主采3号煤层瓦斯吸附性强、透气性差,属于较难抽放煤层。本煤层顺层钻孔区域预抽是工作面瓦斯治理的根本措施,普通钻孔存在钻孔工程量大、瓦斯抽采效率低等问题,推广应用水力造穴增透技术后,抽采效果显著。为进一步提高钻孔抽采效率,余吾煤业公司开展机械式造穴增透技术,并在N2106回风巷顺层钻孔开展效果考察试验,机械造穴钻孔平均抽采纯量达0.053 m³/min,为普通钻孔的4～5倍。     

特厚煤层综放采空区“U+I”式瓦斯治理技术

下沟矿301特厚煤层综放工作面在回采过程中采空区瓦斯涌出量较大,为有效治理采空区瓦斯,通过分析工作面通风及瓦斯情况,在U型通风系统基础上,提出煤层瓦斯抽采巷密闭抽采的"U+I"式治理技术,结合301综放采空区实际情况,基于FLUENT软件,建立了采空区和工作面在煤层专用瓦斯抽采巷抽采条件下的数值模型。实践结果表明:"U+I"式采空区瓦斯治理技术可保证301综放采空区抽采纯量稳定在18~28 m3/min,并兼顾了通风系统的稳定,回风风排瓦斯量为3~4 m3/min,取得较好效果。