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^...     

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.     

镇城底矿22208工作面瓦斯治理技术探讨

采用分源预测法计算得到镇城底煤矿22208工作面回采时本煤层相对瓦斯涌出量为3.06 m^3/t,绝对瓦斯涌出量为6.38 m^3/min,邻近层绝对瓦斯涌出量为2.53 m^3/min。采用“本煤层顺层钻孔抽采+裂隙带高位钻孔抽采+采空区回风隅角插管抽采”技术方案进行工作面瓦斯治理。现场瓦斯监测表明,工作面回采期间,回风瓦斯浓度保持在0.4%~0.6%之间,保证工作面安全生产。     

白芨沟煤矿复杂特厚煤层首分层工作面瓦斯治理技术

针对白芨沟煤矿0102102首分层工作面煤层赋存条件复杂,瓦斯含量高、瓦斯涌出量大、瓦斯灾害严重等问题,提出采用顺层钻孔、穿层钻孔等预抽方式,降低煤层瓦斯含量;采用分源预测法对工作面回采时的绝对瓦斯涌出量进行预测,提出了本煤层、邻近层和采空区抽采的综合瓦斯治理措施。结果表明:预抽后工作面瓦斯含量由21.77 m~3/t降至8.17 m~3/t,工作面回采时绝对瓦斯涌出量为100.8 m3/min,计算得到了工作面回采期间各种抽采方式瓦斯抽采量分配表,保证了工作面的安全回采。     

采煤工作面瓦斯抽采技术研究

针对矿井开采的2号煤层瓦斯涌出量较大的问题，在分析瓦斯来源的基础上，提出综合使用本煤层钻孔、裂隙瓦斯钻孔、顶板瓦斯抽采钻孔以及大孔径钻孔等对本煤层瓦斯、临近层瓦斯以及采空区瓦斯涌出进行治理。依据回采工作面煤层赋存情况以及采面开采情况，对各类瓦斯抽采钻孔布置方案进行设计。现场应用后，采面各类型瓦斯抽采钻孔瓦斯抽采量可达到8.6 m³/min,回风巷、回风上隅角等位置瓦斯浓度均在安全范围内，可为采面煤炭安全、高效回采创造良好条件。     

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。     

下伏邻近层瓦斯采动卸压运移规律及抽采特征研究

为研究下伏邻近层瓦斯采动卸压运移规律及顺层钻孔瓦斯抽采特征,以屯兰矿2^#煤层为研究对象,基于下伏采动卸压理论、底板采动破坏深度经验公式和稳定同位素测定分析技术,分析了下伏邻近层瓦斯卸压涌出规律,对下伏煤层顺层瓦斯钻孔采动卸压抽采特征进行了研究。结果表明：12507工作面底板采动破坏深度24.80 m,采动卸压后单孔最高抽采浓度75%、流量0.5 m³/min,下伏邻近层瓦斯抽采量占工作面瓦斯抽采总量的27.08%,为实现下伏卸压瓦斯高效治理,需对下伏4^#煤进行采前预抽和采动抽采;根据上隅角瓦斯主要来源及占比,将工作面瓦斯涌出划分为3个阶段,单一煤层主导阶段、邻近层卸压调整阶段及卸压平衡阶段;工作面回采6～100 m时,采空区下伏4^#煤迅速卸压,瓦斯大量涌出至采空区,100 m后下伏4^#煤层瓦斯达到稳定卸压涌出。     

高瓦斯矿井回采工作面瓦斯治理

为了保证高瓦斯矿井回采工作面正常回采,通过对开采层和邻近层瓦斯赋存情况的分析,预测回采工作面的瓦斯涌出量最大为34 m~3/min,根据本煤层原始瓦斯含量和预抽时间的不同,本煤层钻孔间距设计为2～6 m,同时根据回采时瓦斯涌出量的不同,穿层钻孔设计个数为6～16个。经过瓦斯治理后回采工作面平均日产原煤4 500 t时,绝对瓦斯涌出量32m~3/min,回风流瓦斯浓度0.4%左右,风排瓦斯量6.5 m3/min,抽采瓦斯量25.5 m~3/min,抽采率为79%。     

高位钻孔抽采技术在工作面瓦斯治理中的应用

上良煤业工作面瓦斯涌出量大,已成为制约生产及安全的主要因素。测定了煤层瓦斯含量,根据分源预测法计算工作面瓦斯涌出量,分析工作面瓦斯涌出来源及构成;针对邻近层瓦斯涌出量占3303工作面瓦斯涌出量比例较大的特点,设计钻孔参数及抽采工艺,采用高位钻孔抽采技术抽采邻近层瓦斯,为工作面瓦斯治理提供技术保证。     

近距离煤层瓦斯涌出影响因素分析及治理

西铭矿为防止近距离煤层开采时瓦斯超限,确保48710工作面安全高效生产,从顶底板应力环境和瓦斯来源空间分布两个方面对近距离煤层开采时瓦斯来源进行分析。基于北七采区其他工作面回采期间瓦斯涌出量情况,预计48710工作面回采期间绝对瓦斯涌出量为18.18 m 3/min,并制定了本煤层顺层钻孔抽采和底抽钻孔穿层抽采的瓦斯治理措施,现场瓦斯抽采结果表明:本煤层顺层钻孔和底抽钻孔平均瓦斯抽采浓度分别为10.58%和43.12%,平均瓦斯抽采纯量分别为1.16 m 3/min和8.84 m 3/min,工作面瓦斯抽采率达55%,为工作面安全高效生产提供了保障。     

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%。     

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。     

低渗透煤层孔隙结构及瓦斯涌出规律分析

本文以王庄煤矿9105工作面为例,采用煤层取样和钻孔的方式对工作面煤层孔隙结构、煤层瓦斯含量及分布、瓦斯涌出量等进行分析,预测了9105工作面相对瓦斯涌出量为9.43m^3/t,绝对瓦斯涌出量为37.50m^3/min,对后续工作面设计及瓦斯防治提供了基础数据,为低渗透煤层开采的瓦斯防治工作提供了借鉴。     

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。     

煤巷快速掘进气相压裂增透技术研究及应用

针对夏店煤矿煤巷掘进工作面瓦斯涌出量高、掘进速度慢、采掘接替紧张等问题,将气相压裂增透技术引入到掘进工作面瓦斯抽采实践中,阐明了低渗煤层气相压裂增透机理,研究分析了低渗煤层气相压裂增透装备系统和气相压裂增透工艺,并在夏店煤矿掘进工作面进行了工程应用。结果表明:气相压裂增透技术具有降低巷道瓦斯涌出浓度、促进巷道瓦斯均衡涌出、提升巷帮钻场瓦斯抽采效果和加快巷道掘进速度等多重作用;实施气相压裂措施后,抽采钻孔的瓦斯浓度、混合流量和抽采纯量得到有效提高,抽采时间内瓦斯抽采纯量是未进行气相压裂的5.12倍;掘进面前方煤体的瓦斯含量及钻屑瓦斯解吸指标K₁有明显下降,其中瓦斯含量下降2 m³/t,K₁值下降0.12 mL/（g·min^0.5）左右;巷道掘进平均单日进尺从4.0 m提升至5.5 m,掘进速度提升显著,极大地缓解了工作面接替紧张问题,保障了工作面的安全高效开采。     

煤矿瓦斯综合治理技术及应用研究

瓦斯是威胁矿井安全的重要因素之一。在对某煤层基本情况进行简要介绍的基础上，分析了煤层工作面瓦斯的主要来源有3个，即本煤层、邻近层和采空区，经计算发现煤层瓦斯涌出量为30.4 m³/min。基于瓦斯抽采技术对煤岩中聚集的瓦斯进行预抽采，防止煤矿开采时涌入工作面，对钻孔技术参数进行了详细的设计与介绍，总结了具体应用情况。对工作面上隅角采取吊挂风筒布、安装风水喷雾等特殊的通风管理措施。将设计的瓦斯综合治理技术方案应用到瓦斯突出煤层中，取得了较好的效果，实现了工作面瓦斯浓度的有效控制，完全能满足国家安全标准。     

定向钻进技术在煤矿保护层开采卸压瓦斯抽采中的应用

针对西北某煤矿上保护层开采过程中卸压瓦斯大量逸散至工作面,常规钻孔存在工程量大、抽采效果差等问题,采用煤矿井下定向钻进技术对下部被保护煤层卸压逸散出的游离瓦斯进行提前抽采,并将其抽采效果与常规钻孔进行对比分析,同时对不同层位的定向钻孔瓦斯抽采效果进行考察对比。研究表明,同一区域的定向钻孔瓦斯抽采效果优于常规钻孔,其单日百米瓦斯抽采纯量为常规钻孔的25.2倍。通过对不同层位的定向钻孔瓦斯抽采数据进行分析对比,结果表明靠近被保护煤层顶板的3号定向钻孔综合瓦斯抽采效果最好,其平均瓦斯抽采浓度为77.3%,抽采纯量为5.3 m³/min,其抽采效果远优于常规钻孔及其他层位定向钻孔。研究成果为同类似矿井的瓦斯防治工作提供了技术思路。     

观音山煤矿一井石门揭煤防突技术研究

针对低透气性煤层石门揭煤防突使用常规预抽方法存在钻孔多、效果差和周期长的问题,提出采用水力压裂石门揭煤技术,通过增加煤层裂隙提高透气性、提升抽采效果,从而缩短揭煤周期。同时将水力压裂石门揭煤技术在观音山煤矿一井与常规密集钻孔预抽技术进行对比试验,试验结果表明:压裂后的平均瓦斯抽采浓度由压裂前的20%提高到45%,提高了2.25倍;单孔抽采纯量平均由2×10^-3 m³/min提高到5×10^-3 m³/min,提高了2.5倍;煤层瓦斯含量由11.238 6 m³/t降低到4.414 0～6.785 2 m³/t,降低了39.6%～60.7%;预抽时间由9个月缩短到5个月,缩短44%。