多煤层近距离保护层开采瓦斯涌出规律及抽采方案研究

 为确保近距离保护层工作面的生产安全,采用分源预测方法对罗州煤矿首采工作面瓦斯涌出规律进行分析,研究表明本煤层瓦斯涌出占16.9%,上邻近层瓦斯涌出占50.7%,下邻近层瓦斯涌出占32.4%。在此基础上对罗州煤矿瓦斯抽采方案进行优化设计,首采工作面采用本煤层顺层平行斜交钻孔、采空区埋管抽采结合通风稀释瓦斯,上邻近层采用高抽巷抽采环形裂隙圈内高浓度瓦斯,下邻近层采用底板穿层钻孔抽采底臌断裂带和底臌变形带内的卸压解吸瓦斯。通过保护层卸压开采配合卸压瓦斯强化抽采方法,降低了卸压煤层瓦斯含量,消除了被保护层煤与瓦斯突出危险性。     

特厚煤层综放工作面瓦斯抽采技术

崔家沟煤矿2303综放工作面存在抽采难度大、瓦斯涌出量大的问题,为此进行了特厚煤层综放工作面瓦斯抽采技术实践。分析综放工作面瓦斯赋存情况,首先采用分源预测法对2303工作面进行瓦斯涌出量预测,然后采取本煤层钻场扇形钻孔预抽、上隅角采空区埋管抽采、回风巷钻场高位钻孔抽采及顶板高位大直径定向长钻孔相结合的方法进行了瓦斯抽采。实践结果表明,采用分源预测法不仅预测了瓦斯涌出量,也可以掌握瓦斯的涌出来源;该方法对瓦斯抽采效果较好,抽采率满足要求,从而在一定程度上保证了工作面安全高效生产,可以为本矿其他综放工作面及同类高瓦斯矿井特厚煤层瓦斯抽采技术提供参考依据。     

采用综合抽放治理采面瓦斯

分析了大河边煤矿采面的瓦斯涌出规律,探讨了采用顺煤层钻孔预抽煤层瓦斯、底板专用瓦斯巷钻孔穿层预抽煤层瓦斯等综合抽放治理瓦斯的方法。     

贵州某煤矿瓦斯预抽效果分析

贵州省某煤矿开采薄及中厚近距离煤层群,该煤矿煤层瓦斯含量高,所属贵州省纳雍县是煤与瓦斯突出片区。矿井首采M2煤层工作面瓦斯涌出量大,瓦斯涌出来源广,工作面回采前主要采用的瓦斯治理措施有布置底板穿层钻孔和本煤层顺层钻孔预抽煤层瓦斯,掘进工作面主要采取边掘边抽的瓦斯抽采措施,确保达到消突效果。     

近距离煤层群开采瓦斯治理技术在乌达矿区的实践与应用

对乌达矿区五虎山煤矿、黄白茨煤矿的9#和10#煤层瓦斯涌出源进行了分析,并根据瓦斯涌出来源的不同,分别采用了走向顺层长钻孔瓦斯抽采、顶板高位瓦斯抽采、掘进工作面上向钻孔抽采采空区瓦斯等技术,对工作面瓦斯进行了有效治理,确保了工作面安全生产。     

玉溪煤矿瓦斯抽放设计初探

介绍了高瓦斯矿井山西兰花科创集团玉溪煤矿瓦斯抽放设计。根据玉溪矿瓦斯赋存特性和矿井建设特点,确定了玉溪煤矿瓦斯抽放设计:采用穿层钻孔抽放与本煤层预抽、掘前预抽与边采边抽、边掘边抽及采空区抽放相结合的综合抽放技术。首采工作面布置顺层交叉密集钻孔进行采前预抽、边采边抽,从而缩短抽放时间;掘进工作面采用穿层钻孔预抽;采空区采用埋管抽放法;并设计了建井期间矿井瓦斯抽放方案。在此基础上,预测了矿井瓦斯抽放量,可为类似新建高瓦斯矿井的瓦斯抽放设计提供参考。     

极近距离煤层综放开采瓦斯涌出治理技术研究

针对六家煤矿极近距离煤层综放开采瓦斯涌出治理问题,通过分析综采放顶煤工作面瓦斯涌出的主要影响因素,并在WⅡN₃6-8综放工作面瓦斯涌出来源分析及预测的基础上,针对性地采取了本煤层及邻近层低位钻孔抽采、上覆采空区瓦斯抽采、上隅角埋管抽采相结合的瓦斯分源治理技术。研究结果表明:极近距离煤层卸压瓦斯涌出、采空区瓦斯涌出等是造成工作面上隅角瓦斯涌出量增大的主要影响因素;采取分源治理措施以后,工作面初采期间瓦斯抽采率最大达到78%,上隅角瓦斯浓度稳定在0.3%～0.6%,工作面、回风瓦斯浓度稳定在0.2%～0.4%,工作面未出现瓦斯超限,瓦斯治理达到了预期效果。     

炮采放顶煤工作面瓦斯治理研究

文章根据煤矿瓦斯压力测定结果,归纳了影响矿井煤层瓦斯含量的五个因素。对瓦斯可抽性和突出性进行了评价。分析了21301工作面的瓦斯涌出量与生产工序、时间、配风量及周期来压前后瓦斯涌出量变化的影响。采用顺层钻孔瓦斯抽放消除工作面煤层突出危险性。保证了工作面的安全顺利的开采。     

董家河煤矿22518综采面瓦斯涌出规律研究

在对综采工作面瓦斯来源分析的基础上,根据董家河煤矿22518综采工作面瓦斯涌出数据,采用瓦斯单元测定法分析了工作面瓦斯浓度分布规律及影响因素。研究结果表明:22518工作面瓦斯涌出主要来源于本煤层和上覆邻近煤层,瓦斯治理方法应采用以本煤层预抽和边采边抽为主,邻近层抽采为辅,在采煤工作面回风巷布置高位钻孔对上覆邻近煤层卸压瓦斯进行抽采。研究成果对保证高产、高效综采工作面的正常生产提供决策依据。     

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。     

基于FLAC和Fluent数值模拟的煤层瓦斯运移规律研究

为了研究煤层瓦斯运移规律,确保矿井的安全生产,采用FLAC和Fluent数值模拟相结合的方法,分析了多孔介质瓦斯运移特征,研究了回采工作面瓦斯来源,主要由开采层瓦斯涌出和邻近层瓦斯涌出2部分组成,得到了煤层初始瓦斯含量与残存量的关系以及回采工作面瓦斯涌出量预测结果,模拟分析了不同钻孔直径下的周围煤体塑性区分布以及不同钻孔直径下抽采钻孔抽采影响范围。研究为实现煤与瓦斯共采提供了借鉴。     

钻孔周围瓦斯压力分布及抽放参数研究

为了分析钻孔抽采瓦斯运移规律,理论分析了煤岩体瓦斯运移规律计算方程,依据此建立了钻孔抽采瓦斯模型,然后数值模拟了不同抽采时间下瓦斯压力分布、不同理论下钻孔瓦斯有效抽采半径以及不同抽放时间下煤层渗透率变化规律。研究为矿井瓦斯抽放提供了借鉴。     

采动条件下瓦斯抽采钻孔有效范围及瓦斯运移规律

为了确保矿井的安全抽采，分析了采动条件下瓦斯抽采钻孔有效范围及瓦斯运移规律，理论研究了含瓦斯煤体的有效应力控制方程及煤层瓦斯扩散控制方程，基于此，建立了COMSOL Multiphysics数值模型，分析了距离钻孔不同位置处煤层瓦斯压力分布、不同开采条件下单孔瓦斯抽采瓦斯压力分布以及不同钻孔布置瓦斯压力分布。研究为矿井抽采钻孔参数设计提供了借鉴。     

基于COMSOL Multiphysics模拟的瓦斯抽采钻孔合理间距研究

为考察坪上煤业主采3号煤层的合理抽采钻孔间距,利用瓦斯在煤层中的运移和渗流规律,结合实测煤的参数条件,在相同的抽放负压、抽放时间等影响条件下,运用COMSOL Multiphysics有限元软件模拟了不同钻孔间距时所抽煤层在抽采时间为400 d时钻孔影响范围内煤体瓦斯含量变化规律,得出了满足抽采时间条件下的合理钻孔间距为5 m。结合矿井2305（上）回采面巷道内开展了不同钻孔间距实测,在相同的瓦斯地质参数及抽采系统条件下,连续抽采且观测时间达到400 d时各钻孔的瓦斯抽采纯量和钻孔浓度变化。确定了在抽采时间达到400 d时,抽采钻孔间距为5 m时的钻孔瓦斯浓度为35%、流量为0.04 m3/min,受抽采系统影响明显;而间距在6 m的钻孔的流量和浓度仍保持自然衰减特征。模拟和现场实测均验证了该矿瓦斯抽采钻孔间距布置以5 m最佳,该研究为实际生产过程中确定合理的钻孔间距提供理论依据,为矿井瓦斯抽采布局及瓦斯治理提供了技术保障。     

薄煤层快速回采工作面瓦斯综合抽采技术应用实践

针对薄煤层快速回采工作面瓦斯涌出量大,工作面上隅角、回风流等多处局部瓦斯超限现象,采用分源瓦斯分析方法,确定工作面瓦斯来源及含量,并采用本煤层预抽、高位顶板裂隙抽放、采空区插管埋管抽放等综合抽放瓦斯措施,对工作面瓦斯进行综合治理。试验结果表明:综合抽放瓦斯措施分别解决了快速回采期间落煤及采动引起的工作面瓦斯涌出量大、上邻近层卸压瓦斯向采空区大量涌入、下邻层卸压瓦斯向采空区涌入、U型通风工作面上隅角瓦斯聚集和超限问题。薄煤层快速回采工作面瓦斯综合抽采技术能够有效治理矿井瓦斯,不仅实现了薄煤层工作面安全高效开采,同时为类似矿井瓦斯治理提供了借鉴。     

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。     

宏发煤矿低渗透性煤层CO2致裂增透技术试验研究

为了研究CO_2致裂增透技术对贵州低渗透煤层瓦斯抽采的影响,以贵州宏发煤矿1903工作面回风巷为研究对象,进行CO_2致裂增透试验研究。研究表明:煤层致裂后,其透气性系数平均为原始煤层的3.05倍,煤层的透气性显著提高;煤层瓦斯平均抽采浓度增大了4.19倍,平均抽采纯量为原始煤层的3.99倍;在钻孔瓦斯抽采率方面,单孔的瓦斯抽采效果提高了2.58~3.92倍;钻孔工作量降低了4倍,抽采达标时间缩短了55d,瓦斯涌出量降低了40%,煤层瓦斯抽采效益显著。CO_2致裂增透技术为解决贵州矿区低透煤层的瓦斯抽采技术难题提供了参考和借鉴。     

基于COMSOL钻孔有效抽采半径测定的数值模拟研究

为了准确测定霍尔辛赫煤矿3308工作面煤层钻孔有效抽采半径，合理布置钻孔间距，结合现场实测的煤层瓦斯压力和渗透率等参数，运用COMSOL-Multiphysics仿真软件对3308工作面钻孔的瓦斯涌出规律和有效抽采半径进行了模拟分析，并进行了现场实测验证。结果表明:有效抽采半径随着抽采时间的推进不断增大并最终趋于恒定值，整体呈正指数函数关系；瓦斯预抽率随着与钻孔距离的增加而不断减小并最终趋于恒定值，整体呈负指数函数关系；数值模拟和现场实测结果较为一致，钻孔有效抽采半径略大于1.5 m，现场每间隔3.0 m布置1个钻孔可大大提高煤层瓦斯抽采效果。