深井煤层群首采层Y型通风工作面采空区卸压瓦斯抽采与综合治理研究

以朱集煤矿1111(1)工作面为例,针对深井高瓦斯低透气性煤层群首采层开采卸压瓦斯治理难题,将Y型通风工作面采空区瓦斯运移规律与采空区内部空隙储存卸压瓦斯的优势相结合,提出并实施了强化留巷墙体封闭和Y型通风工作面留巷段采空区卸压瓦斯抽采技术,结合地面钻井抽采采动上部卸压煤层瓦斯,实现了深井煤层群首采层工作面的安全高效回采。1111(1)工作面回采期间,绝对瓦斯涌出量最大72.39 m3/min,平均为43.64 m3/min,在工作面风量2290~2700 m3/min条件下,回风流瓦斯体积分数0.6%以下,平均瓦斯抽采量34.27 m3/min,其中埋管抽采瓦斯纯量平均为21.94 m3/min,占瓦斯抽采总量的64%,工作面回采期间瓦斯平均抽采率为78%,研究成果为今后类似深井煤层群首采层开采的卸压瓦斯抽采和治理提供技术指导。     

遗留煤柱和构造对顺层瓦斯抽采效果的影响

为了研究平庆煤矿工作面顺层瓦斯抽采效果,根据保护层开采后形成的采空区和煤柱以及工作面构造带,对抽采影响范围进行划分,并对瓦斯抽采效果进行了分析,从而得出:煤柱对被保护煤层具有集中应力作用,使得瓦斯抽采效果大大降低;采空区和构造带均对煤层具有卸压作用,但是在以采空区卸压为主的区域瓦斯抽采效果较好,而在构造带卸压为主的区域瓦斯抽采效果相对较差。     

深井沿空留巷Y型通风首采关键卸压层工作面瓦斯治理

针对深井沿空留巷Y型通风首采关键卸压层工作面瓦斯治理问题,在分析关键卸压层工作面瓦斯卸压范围的基础上,确定不同的瓦斯抽采区,并根据确定的瓦斯抽采区,选择采前、采后的立体穿层钻孔抽采瓦斯及留巷侧采空区埋管抽采瓦斯的综合瓦斯治理技术,较好地解决了深井沿空留巷Y型通风首采关键卸压层工作面瓦斯问题.     

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。     

急倾斜特厚煤层分段开采卸压瓦斯抽采技术

急倾斜特厚煤层水平分段开采工作面采放比大、瓦斯涌出复杂,工作面下部卸压煤体瓦斯涌出量占工作面瓦斯涌出总量比例过高,在开采过程中易出现回采工作面回风隅角瓦斯超限问题。为有效解决急倾斜特厚煤层开采工作面回风隅角瓦斯超限问题,以神华新疆能源有限责任公司乌东煤矿水平分段开采工作面5754502为例,理论分析了工作面底板及下部煤体的破坏规律,并对底板破坏深度和下部煤体破坏深度进行了理论计算,根据理论分析和计算结果对工作面下部煤体卸压瓦斯拦截抽采钻孔进行了布置及优化,最后统计、分析了工作面下部卸压拦截抽采钻孔抽采参数随着工作面推进的变化情况。研究结果表明:5754502工作面开采对煤层底板破坏深度为11.88 m,其下部煤体垂直破坏深度为7.38 m,最大破坏深度距工作面端部的水平距离为10.3 m;随着工作面的推进,下部煤体中的钻孔逐步进入卸压区,卸压抽采后比之前的抽采瓦斯体积分数、瓦斯流量均有显著提高,其卸压拦截抽采钻孔的抽采纯流量比卸压前平均提高了3.2倍,卸压增流效应显著;综合采取采空区埋管抽采技术和卸压拦截抽采技术,使5754502工作面在开采过程中的瓦斯抽采率达到59.6%,回风隅角瓦斯体积分数控制在0.8%以下,实现了瓦斯零超限,保障了工作面的安全生产。     

高瓦斯近距离煤层采空区卸压瓦斯大直径钻孔抽采试验研究

以小回沟煤业近距离煤层开采采空区瓦斯治理为工程背景,采用理论分析和现场试验相结合的方法,开展了近距离煤层采空区卸压瓦斯大直径钻孔抽采试验研究;对大直径钻孔采空区卸压瓦斯抽采原理进行了分析,并在2201首采工作面进行了现场试验。试验结果表明:1个大直径钻孔抽采影响范围为30～50 m,1个大直径钻孔的抽采纯流量相当于580个小直径对穿孔抽采纯流量,大直径钻孔累计抽采瓦斯纯量为701 120.67 m~3,平均瓦斯抽采浓度为2.24%,平均混合抽采流量为166.3 m~3/min,上隅角瓦斯最大瓦斯浓度0.67%,工作面最大日产量9 370 t,保证了工作面初次来压阶段的工作面采空区瓦斯治理。     

新安煤矿高位钻孔抽采采空区瓦斯效果分析

针对新安煤矿高位钻孔抽采采空区瓦斯的治理措施,基于采空区瓦斯运移、顶板岩层冒落规律,重点分析采空区瓦斯来源、涌出量以及瓦斯浓度分布特征,利用工作面推进期间煤层顶板上覆岩层卸压变形情况,通过布置钻孔抽采层位,高效、可控高浓度接替抽采采空区瓦斯,从而解决了工作面回风流、上隅角瓦斯超限和工作面瓦斯涌出异常的问题。     

杨柳煤矿1075综采工作面高位拦截钻孔优化设计

针对1075综采工作面开采期间瓦斯治理主要采取高位拦截钻孔、地面钻井、井下定向长钻孔抽采等技术措施,工作面回采过程中,因受采动影响,致使临近层卸压瓦斯进入采空区,导致保护层开采期间瓦斯治理的复杂性。为了减小临近层卸压瓦斯对保护层开采的影响,提出对1075综采工作面高位拦截钻孔优化设计,取消了老塘埋管抽采,有效地拦截了中组煤卸压瓦斯进入采空区,保证了工作面安全高效回采。     

厚煤层综采工作面瓦斯综合治理应用研究

通过对111301工作面煤层瓦斯赋存及瓦斯来源情况进行分析,采用风排瓦斯、顺层钻孔预抽、高抽巷抽采、上隅角埋管抽采等瓦斯综合治理措施;对工作面初采期间的采空区卸压瓦斯治理进行研究,取得了良好的效果,保证了工作面安全高效回采。     

保护层开采工作面过地质异常区期间瓦斯综合治理技术

保护层开采工作面过地质异常区期间,瓦斯治理重点集中在被保护层卸压瓦斯的拦截和本煤层瓦斯的预抽,14138工作面回采至4号地质异常区时,回风瓦斯浓度由0.30%上升至0.58%,严重影响了工作面的正常回采。通过测定采空区瓦斯涌出系数,判定工作面瓦斯涌出量增加的来源为煤壁,制定了工作面短钻孔排放、加大工作面风量、强化顺层孔预抽等措施来减少煤壁的瓦斯涌出,结合高抽巷、底抽巷、上隅角埋管、邻近采空区抽采等手段有效拦截了被保护层的卸压瓦斯,工作面瓦斯抽采率75%以上,有效减少了工作面采空区的瓦斯涌出,上述措施采取后,工作面回风流瓦斯浓度下降到0.35%,实现了工作面的安全高效回采。     

高抽巷治理厚煤层综采工作面瓦斯技术研究

根据对采空区覆岩裂隙发育及瓦斯运移情况进行分析,在开采煤层顶板采动裂隙带内布置高位瓦斯抽排巷抽采采空区卸压瓦斯,合理确定高抽巷设置层位,通过对高抽巷抽采厚煤层综采工作面瓦斯的抽采效果考察,结果表明,高抽巷瓦斯抽采有效保证了工作面安全高效生产,对类似条件下的工作面瓦斯治理具有一定的借鉴意义。     

低透气煤层群首采关键层卸压开采采空侧瓦斯分布特征与抽采技术

通过对首采关键层留巷采空区边缘岩体结构变形破坏和裂隙演化规律的分析，揭示了“Y”型通风工作面采空侧卸压瓦斯富集区域、运移通道、瓦斯分布特征及卸压瓦斯运移规律，提出了留巷钻孔法煤与瓦斯共采新技术和新方法；在留巷内布置上下向高低位抽采钻孔直达卸压瓦斯富集区域，实现连续抽采卸压瓦斯与综采工作面采煤同步推进，通过连续高效抽采上下被卸压层的瓦斯，实现了煤矿井下直接抽采卸压瓦斯的重大突破.     

远距离上保护层开采瓦斯治理创新技术

根据祁东煤矿试验区域煤层群赋存及突出危险性,试验研究了保护层工作面倾斜上方专用煤巷结合高位钻孔抽采采空区瓦斯、并运用被保护层卸压及其瓦斯运移至保护层采空区的时空效应,即滞后保护层工作面20～25m施工底板穿层钻孔安全高效抽采被保护层卸压瓦斯创新技术,上述研究成果对类似条件的瓦斯抽采具有重要借鉴作用。     

突出矿井中间低位巷瓦斯抽采技术应用研究

当三软低透气性突出煤层中施工顺层瓦斯抽采钻孔时,大采长工作面中间区域存在瓦斯抽采空白带,同时采面回采期间采空区瓦斯涌出量大,严重威胁工作面的安全生产。通过在合理层位布置工作面中间低位巷,利用水力冲孔卸压抽采工作面空白带瓦斯,消除了工作面突出危险性;同时工作面回采期间利用低位巷分流抽放采空区瓦斯,解决了上隅角瓦斯超限问题,综采工作面月产量提高1倍以上,实现了大采长工作面的安全高效生产。     

近距离保护层首采面瓦斯治理技术

大隆矿S11201工作面为二水平保护层首采工作面,工作面距被保护层13#煤层平均距离11.17 m,通过对工作面瓦斯来源分析,采用合理配风及分源立体抽采治理的瓦斯治理技术,工作面配风量1 000 m3/min,瓦斯抽采量33.2 m3/min,瓦斯抽采率86.7%,通过对瓦斯治理效果进行分析,对存在的问题提出相应的整改方案,保证了工作面安全生产。     

水平分段综放开采工作面瓦斯涌出及分布特征

为了深化急倾斜特厚煤层水平分段综放工作面瓦斯灾害理论和技术,分析总结了工作面瓦斯涌出来源,实测了工作面瓦斯浓度分布,利用分源法与估算法对采空区瓦斯涌出量进行了计算,得到了瓦斯浓度沿工作面长度和垂直断面方向的分布规律。研究表明:工作面瓦斯浓度沿风流方向逐渐增大,沿工作面走向断面分布不均,受采空区瓦斯涌出、瓦斯抽采及通风影响,采空区侧的瓦斯浓度高于煤壁侧,考虑瓦斯抽采影响,采空区瓦斯涌出量占工作面瓦斯涌出量的85.08%。因此,建议工作面在开采过程中,采用采空区、邻近层抽采及下部煤体卸压拦截抽采的综合措施防治瓦斯灾害。     

综采面高抽巷合理布置位置确定及效果考察

数值模拟分析表明采煤工作面煤层上方13~20 m为卸压抽采空区瓦斯的合理区间,确定205工作面高位抽采巷布置在煤层上方15 m位置。效果考察表明,205工作面高抽巷瓦斯抽采浓度提高了2%,抽采量增加了35%,明显减少了瓦斯超限次数,使得工作面推进速度得到保障。     

高位巷瓦斯抽采技术在松河矿井的应用分析

为了解决松河矿井1031工作面回采期间瓦斯超限问题,在1031工作面顶板布置走向高位巷进行采空区卸压瓦斯抽采,并分析了高位巷层位与抽采效果的关系。应用效果表明:采用顶板高位巷进行卸压瓦斯抽采,降低了上隅角及回风流瓦斯浓度,解决了工作面回采期间的瓦斯超限问题,为矿井工作面的安全生产提供了技术保障,同时为顶板高位巷抽采技术在其他高瓦斯矿的推广应用提供了切实可靠的经验。     

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。     

松软煤层底板巷“三步抽”瓦斯综合防治技术

为了综合防治松软煤层煤与瓦斯突出和回采工作面瓦斯超限的问题,提出了底板巷穿层钻孔"三步抽"瓦斯综合防治技术,并在李沟矿21031工作面进行了现场应用。结果表明:"三步抽"技术包括穿层钻孔卸压抽采、卸压带捅孔抽放、采空区抽放3部分,该技术可以快速消除回采工作面的突出危险性,有效抽取上隅角和采空区的瓦斯,防止了工作面回采过程中的瓦斯超限事故,保障了工作面的安全回采。