石门揭煤多方位立体式预抽瓦斯区域防突技术研究

为了解决西南地区煤矿特殊复杂地质条件下石门揭煤瓦斯抽采布孔空间小、钻孔深度较长、难以保证打钻到位及封孔困难的问题,提出了石门揭煤多方位立体式预抽瓦斯消突方法,通过立体式、全覆盖钻孔布置方式,同时采用钻孔全程下套管,"两堵一注"水泥带压封孔瓦斯抽采技术,防止揭煤区域出现瓦斯抽采空白带,有效降低揭煤区域前方煤层瓦斯含量和瓦斯压力。工程试验结果表明:通过采用多方位立体式预抽瓦斯消突方法,揭煤区域煤体连续45 d抽采,累计抽采瓦斯量329 776.46 m3,瓦斯预抽率达70%,残余瓦斯含量和残余瓦斯压力分别降低为5.800 8 m3/t和0.25MPa;与抽采之前对比,分别下降了69%和79%,有效地治理了煤与瓦斯突出灾害,保障了石门揭煤安全。     

水力割缝增透技术在石门揭煤中的应用

石门揭穿突出煤层具有突出强度大、密度大、对矿井安全生产造成严重威胁的特点,为保证安全高效地实现石门揭穿突出煤层,通过在白龙山煤矿一井一采区下部车场石门揭C7+8突出煤层施工瓦斯预抽钻孔期间,对部分钻孔采取水力割缝增透技术措施,大大提高煤层透气性,在提高抽采效果的同时降低煤层瓦斯压力和瓦斯含量、缩短石门揭煤工期,实现安全高效揭煤的目的。试验结果表明:采取水力割缝增透措施后,单孔平均抽采浓度24.7%,最高78.6%,较普通工艺钻孔提高8.2倍;日抽采瓦斯纯量最高1713.6m~3,较普通工艺钻孔提高6倍;采用水力割缝增透工艺的石门揭煤区域预抽时间提前60%。     

长钻孔跨区段预抽石门揭煤区域瓦斯治理技术

为确保松河煤矿采三区132石门安全揭煤,保证矿井安全正常生产,采用长钻孔跨区段预抽石门揭煤区域瓦斯治理技术。通过预抽揭煤区域煤层瓦斯,煤层瓦斯含量从原18.39 m~3/t降低至7.27 m~3/t,煤层瓦斯含量最大降低11.12 m~3/t,有效降低揭煤区域煤层瓦斯含量和揭煤风险,为132区段石门安全揭煤创造条件,同时缩短石门掘进揭煤预抽瓦斯所需的时间。     

突出煤层石门短导硐揭煤技术应用

针对缓倾斜突出煤层石门揭煤易发生突出的特点,结合焦作矿区二1煤层揭煤的大量研究与实践,确定了以石门短导硐震动爆破配合交叉钻孔强化卸压抽采为主的缓倾斜突出煤层石门揭煤技术,实现了冯营矿2415车场、2417车场的安全揭煤,为矿井合理采掘部署提供了保障。     

缓倾斜突出煤层石门短导硐震动 爆破揭煤技术应用

针对缓倾斜突出煤层石门揭煤发生突出的特点,结合焦作矿区二₁煤层揭煤的大量研究与实践,确定了以石门短导硐震动爆破配合交叉钻孔强化卸压抽采为主的缓倾斜突出煤层石门揭煤技术,实现了冯营矿2415车场、2417车场的安全揭煤,为矿井合理采掘部署提供了保障。     

钻扩一体化技术在石门揭煤工作中的应用

突出矿井石门揭煤过程中最易引发煤与瓦斯突出事故,而目前石门揭煤工作中防治煤与瓦斯突出的主要措施是穿层钻孔预抽煤层瓦斯,但低透气性煤层中单一采取这一措施难以达到理想的消突效果。钻扩一体化水力扩孔技术,能有效增加煤层透气性和抽采钻孔有效影响半径,辅以严封孔、高负压抽采措施,快速实现抽采达标,保证揭煤安全。     

地质构造带下快速揭煤实践

赵固二矿主采二1煤层,该煤层具有煤与瓦斯突出危险性.为了防止石门揭煤瓦斯突出,揭煤工期一般需要6～7个月甚至十几个月的时闻抽放,才能解除石门揭煤工作面的突出危险性,严重影响了矿井和采区的顺利接替.通过选择合理的预留岩柱厚度、瓦斯抽放钻孔布置方式及其参数,实现了快速揭煤,为煤与瓦斯突出煤层石门快速揭煤积累了经验.     

以寺河煤矿为例探讨揭煤施工技术

揭煤一直是煤矿施工中的一项高风险工作。揭露煤层区域及相邻区域瓦斯含量检测达标,是揭煤成功的先决条件和重要保证。山西省晋煤集团寺河矿为解决揭煤过程中瓦斯浓度大、煤与瓦斯突出严重的问题,有针对性地施工各种钻孔并进行瓦斯预抽(排),有效抽采揭煤区域瓦斯。在各项抽放指标合格后,采用远距离放炮实现石门安全掘进,顺利通过煤层。     

鹤煤四矿突出石门快速揭煤技术的研究及应用

突出煤层石门揭煤是突出矿井防突工作的关键过程,研究安全有效的突出煤层石门揭煤技术对矿井的安全生产和采掘接替具有重大意义。通过综合分析鹤煤四矿煤与瓦斯突出影响因素,结合石门揭煤工作面的实际情况,制定了穿层钻孔瓦斯抽放、水力压裂与强化抽放、注马丽散加固煤体等综合性措施,安全快速揭开了煤层。     

近距离多煤层石门快速揭煤技术试验研究

为了解决西南矿区特殊的复杂地质条件下煤层多、距离近,石门揭煤次数多、时间长的问题,提出了近距离多煤层石门快速揭煤技术:采用长钻孔预抽多煤层、短钻孔配合抽采单一煤层,实现超前加验证的方式联合抽采所揭煤层瓦斯,同时采用钻孔全程下套管"两堵一注"高水材料带压封孔及下向孔"压风吹水"技术,提高抽采效果,以便降低煤层的瓦斯含量及弹性势能。工程试验结果表明:通过此技术方法,长距离钻孔最长施工240 m,一般钻孔施工在200 m左右,有效控制前方多个煤层,所揭开的煤层最长用时26 d,较原始揭煤程序时间缩短了48%,有效实现了石门快速揭煤。     

复杂地质条件下高突煤层群立井揭煤技术

针对渝阳煤矿水井湾回风立井揭煤面积大、地质条件复杂、透气性低、高突煤层群连续揭露的特点，采用优化抽采钻孔设计、穿层钻孔联合抽采、抽采数据监控抽采过程、水力压裂增透等联合防突措施，实现对立井揭煤区域突出危险性有效防控。同时，采用“五步法”预测揭煤对各煤层进行渐进式检验，确保井筒8层煤其中5层煤为突出煤层的安全、高效揭煤。为复杂地质条件下高突煤层群揭煤工作起到良好的示范作用。     

微生物瓦斯消溶剂在石门揭煤中的研究与应用

瓦斯是威胁煤矿安全生产的主要因素,瓦斯消溶剂是利用甲烷氧化菌将瓦斯分解或转化为其他无害物质,消除或减少煤层中的瓦斯,降低瓦斯压力和瓦斯含量,从而达到消除煤与瓦斯突出危险性的目的。通过在寺家庄矿石门揭煤3次工程试验得知,经过24 h后,平均瓦斯含量分别下降3.64,2.24,3.81 m³/t。瓦斯消融微生物在分解甲烷的同时,能促进吸附在煤体中的甲烷快速解吸。通过与常规掘进方式比较,在注入瓦斯消溶剂试后进行掘进作业,施工钻孔数减少约92%,总的掘进工作天数减少59 d,揭煤效率提高3.1倍。瓦斯消溶剂是治理瓦斯的一种有效、环保的技术方法,对防治煤与瓦斯突出,促进高效安全生产具有重要现实意义。     

隧道揭煤区域预测最小超前距研究及应用

当公路隧道在掘进过程中穿越煤系地层时,将会面临煤与瓦斯突出的风险。确保隧道安全生产,提前准确测定煤层突出参数是关键。隧道在大断面开挖应力扰动情况下,研究分析隧道揭煤区域预测最小超前距、确保隧道安全施工,具有重要的意义。以宝鼎2号隧道工程为例,采用理论分析和数值模拟的方式,对隧道开挖时应力分布规律进行研究分析,得出煤岩应力场分布特征,并推导出宝鼎2号隧道揭煤区域预测最小超前距为14 m。对宝鼎2号隧道ZK15+895 m煤层进行现场预测应用,测得煤层原始应力区瓦斯含量远大于煤层应力扰动区内瓦斯含量,说明在煤层原始应力区内测定的瓦斯参数指标更能真实、准确地反映本煤层突出危险性。     

井巷揭煤作业综合防突措施研究

煤与瓦斯突出矿井的防突工作是一项复杂的系统工程,潞安矿区主体矿井的井巷揭煤防突综合体系建设处尚于起步阶段。为解决高瓦斯厚煤层揭煤过程中出现的应力集中和瓦斯超限问题,结合某矿煤层赋存特征,采用“水力、机械造穴+钢筛管+围岩注浆”组合防突技术,建立残余瓦斯压力、残余瓦斯含量、K₁值、煤体膨胀变形量、煤层含水率、围岩变形量多效果检验指标相互验证的方法,有效的实现了区域卸压、补水、围岩应力控制,达到了高效安全揭煤的效果。通过井巷揭煤作业工程设计、工程施工、工程验收、工程评价等多个层面的分析,不断完善和摸索出一套适应于潞安矿区单一煤层、高地应力、高瓦斯区域条件下的井巷揭煤管理和技术模式。     

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。     

公路隧道石门揭煤安全岩柱的数值模拟研究

为探究瓦斯隧道不同地质条件下对安全岩柱的影响,以重遵高速松坎隧道为工程背景,基于隧道揭煤应力演化等相关理论,建立了瓦斯隧道三维模型和数学模型,利用FLAC软件对2种开挖断面和3种煤层倾角的隧道进行了模拟计算,对比分析了隧道开挖过程中的煤岩应力变化规律,获得了开挖断面面积和煤层倾角对安全岩柱的影响。研究表明:同一煤层倾角,开挖断面越大,所需安全岩柱越厚,反之越薄;开挖断面面积相同时,煤层倾角越大,所需安全岩柱越厚。     

高瓦斯深井开采保护层安全快速精准揭煤技术研究与应用

针对深部煤层透气性低、瓦斯含量大、瓦斯压力大、突出危险性高,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,石门揭穿突出煤层的掘进速度和安全威胁严重制约矿井的采掘接替和安全生产的问题,平煤股份十二矿提出了开采保护层安全快速精准石门揭煤技术,研究开采无突出危险的极薄煤层作为保护层,实现多煤层开采的区域消突,布置揭煤巷快速揭煤,边探边掘、超前探测、边测边掘、卸压控制,快速达到安全控制距离,采用远距离爆破一次安全精准揭煤。经试验成功达到揭煤周期短安全快速揭煤的目的。此项技术的研究和应用,消除了石门揭煤过程中瓦斯突出的安全危险。不仅为平顶山矿区深部煤炭开采提供了技术支撑,而且也适用于国内外深部煤炭开采矿井。     

低阶厚煤层立体分层抽采瓦斯技术及应用

低煤阶煤层气资源受到了越来越多的关注,有望成为新的研究热点和煤层气勘探开发新领域。基于神东煤炭集团保德煤矿主采的8号煤层属典型的结构复杂低阶厚煤层的特点,开展了低阶厚煤层立体分层抽采瓦斯技术的研究。通过对矿井原有封孔工艺的改进,应用煤矿井下钻孔抽采瓦斯效果预测平台,优化8号煤层回采工作面瓦斯预抽钻孔的布孔工艺,进一步应用井下双向立体交错钻孔联合抽采瓦斯工艺实施回采前的工作面瓦斯治理,使之形成立体分层抽采瓦斯的格局。工程应用结果表明,应用低阶厚煤层立体抽采瓦斯技术可有效降低煤层瓦斯含量,使工作面实现回采前的瓦斯抽采达标。试验期间,累计抽采瓦斯量1 651.93万m³,瓦斯的预抽率达58.96%。     

高瓦斯厚煤层覆岩裂隙瓦斯分布规律及抽放研究

为了研究某煤矿厚煤层综放面开采覆岩裂隙演化和瓦斯运移规律,用理论分析和现场工程实践相结合的方法,在某矿进行了煤与瓦斯共采试验。研究得出,经过几次周期来压后,采空区的中部裂隙被压实,形成了通裂隙发育的“O”形圈;经过瓦斯抽采效果分析得出,在距离顶板大约40 m位置处、水平距回风巷33~43 m位置处,是布置抽采钻孔最合适的区域;采用顶板裂隙带钻孔+瓦斯尾巷抽采技术,可有效解决工作面回风巷上隅角瓦斯超限的问题。研究为实现煤与瓦斯共采提供了一定的技术支持。     

煤矿薄煤层定向钻孔水害探查技术研究

从保德煤矿水文地质条件出发，研究了矿区奥灰水突水危险性，计算了8号煤层底板安全隔水层厚度和突水系数。采用薄煤层定向钻探工艺对保德煤矿81312工作面胶带运输巷道和81313工作面辅助运输巷道底板以下岩层及10号煤层进行水害及隐伏构造探查，探明了8号煤层底板岩层地质构造及富水性，形成了区域薄煤层定向钻孔水害探查方法。研究表明，利用定向钻孔的一孔多用功能超前预抽10号煤层瓦斯，可为矿区安全开采提供保障。