高瓦斯千米深井安全高效绿色开采技术研究

为解决煤矿深部开采瓦斯含量大、瓦斯压力大、突出危险性高、煤层透气性低,以及开采极薄煤层作为保护层产生大量矸石和薄煤层无法有效回收利用等问题,针对十二矿复杂煤层动力灾害机理、煤与瓦斯协同安全高效开采以及采动环境低损害开采进行研究,实施薄煤层开采作为保护层,实现多煤层开采的区域消突和煤矿瓦斯的综合抽采利用。在此基础上,配套井下岩石分选工艺及回填开采工艺,在实现安全高效开采的同时,减少采动环境损害,解决大量矸石污染环境的问题。保护层开采治理的工作面在单产上,较低位巷冲孔治理工作面单产量提高30%;煤矸分选回填年减投增效和瓦斯发电及余热利用经济效益显著,实现千米深井安全高效绿色开采。     

突出矿井煤层群下保护层开采回采工作面瓦斯综合治理

保护层开采是突出矿井区域防突最有效、最经济的措施,更是实现突出矿井安全生产的根本保证,尤其是下保护层开采后大量被保护层(1层或多层)瓦斯充分解吸通过裂隙涌入开采保护层采空区,保安煤业多措并举彻底解决了回采工作面采空区、邻近层、本煤层的瓦斯问题,取得了很好的实效。     

千米深井保护层协同开采技术研究与应用

为了应对千米深井复杂煤层开采的严峻安全形势,实现千米深井绿色安全高效开采,平煤十二矿通过研究保护层协同开采技术,从3个层面实现了矿井安全高效绿色开采:通过岩石保护层开采进行卸压,提高被保护层瓦斯渗透性与抽放率,实现解放层安全开采;煤矸石井下筛分洗选,矸石不升井,直接经井下洗选系统洗选后回填到采空区,解决矸石地面排放造成的环境污染与破坏的问题;保护层开采的精煤得以回收,被保护层得以解放,抽采的瓦斯得以利用,实现了煤与瓦斯高效共采,提高矿井资源采出率,增加矿井服务年限。     

突出煤层沿空安全掘进技术研究与实践

大社矿为煤与瓦斯突出矿井且矿产资源濒临枯竭,随着矿井机械化开采及矿井深度的不断增加,矿井主要生产地区均已布置至矿井边缘,煤层赋存条件日趋复杂,部分地区保护层不能开采。同时,矿井利用采区已掘巷道采用顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯的方法进行消突,钻孔连接采空区,给采空区防灭火管理带来困难。针对这些问题,选取大社矿92622上运料巷作为考察对象,研究采空区沿倾斜方向下侧实体煤,分析出适合该矿实际情况的采空区倾斜方向下侧实体煤的瓦斯卸压范围。     

井下煤矸分离及矸石充填技术研究

为提高矿井绿色开采水平,促进矿井可持续发展,济宁二号煤矿积极研究井下煤矸分离及矸石充填技术,采用TDS系统分选矸石,利用巷道充填和工作面充填进行矸石井下回填,实现矿井矸石井下回填的同时,解放部分"三下"压覆资源,社会经济效益显著,应用前景广阔。     

保安煤业突出矿井瓦斯综合防治技术实践

保安煤业8#、9#煤层掘进过程中发生的瓦斯动力现象为压出型突出,经鉴定8#、9#煤层为煤与瓦斯突出煤层,保安煤矿为突出矿井。把15#煤层作为保护层开采(15#煤层经鉴定为非突出煤层),由下行开采变为上行开采,减少煤与瓦斯突出威胁;利用顶板走向高抽巷和穿层钻孔抽放上邻近层及采空区瓦斯,解放上部8#、9#煤层,实现区域消突,把8#、9#突出煤层变为不突出煤层;利用伪倾斜高抽巷、专用排瓦斯巷和穿层钻孔抽放初采瓦斯,解决15#煤层工作面上隅角瓦斯超限问题。     

“采选抽充采”集成型煤与瓦斯绿色共采技术研究

在总结综合机械化固体充填采煤技术研究进展的基础上,提出实施"采选抽充采"集成型煤与瓦斯绿色共采的现实需求与意义,并着重阐述了高瓦斯低渗透煤层开采技术、井下煤矸分选技术、混采工作面开采技术,提出了"采选抽充采"共采技术的基本原理。结合平煤十二矿存在的埋深超千米辅助提升困难、主采煤层瓦斯含量高与渗透率低、上覆煤岩体不具备常规保护层开采条件以及依靠开采"建筑物下"压煤保障矿井产量的开采条件,介绍了该矿"近全岩保护层开采→煤矸井下分选→瓦斯卸压抽采→充填与综采混合开采"的集成型共采技术的主要系统设计及工程应用效果。研究表明:"采选抽充采"集成型煤与瓦斯共采技术实现了高瓦斯低渗透煤层安全高效开采以及矸石直接井下回填,拓展了保护层与充填开采技术,提高了矿井资源采出率,延长了矿井服务年限。     

综采工作面综合防灭火技术研究与应用

自燃煤层综采工作面回采后,遗留在采空区的浮煤很容易发生自燃。新良友煤业有限公司根据矿井开采情况开展防灭火技术研究,对2101综采工作面采空区采取注浆+阻化剂等综合防灭火措施,实践证明采取综合防灭火措施后,有效预防了采空区煤的自燃现象。     

矸石充填开采技术在煤矿应用与技术研究

本文通过对现阶段的矸石充填开采技术进行研究,对常用的井下煤矸分离方法的关键装备、系统及技术原理进行分析,提出井下煤矸分离和综合机械化固体充填采煤技术的基本原理。通过采用井下煤矸分离和矸石充填开采技术,实现了矿井矸石不升井、"三下"压煤绿色开采及有效控制地表沉陷的目的。     

震动性爆破与煤层预抽瓦斯在仙槎煤业的联合应用

江西仙槎煤业有限责任公司(以下简称仙槎煤业),开采急倾斜煤层,煤层倾角47°～55°,开采煤层厚度1.5 m～3.0 m.矿井采用四边形伪倾斜柔性金属掩护支架走向长壁开采.矿井在已揭露的5个可采煤层中,有4个发生煤与瓦斯突出、压出、倾出等瓦斯动力现象.随着矿井开采深度的加大,煤层瓦斯突出的危险性逐渐增加,瓦斯涌出量不断增大,解决采掘作业过程中的瓦斯防突问题就显得特别重要.该公司为防治煤与瓦斯突出,有针对性地采用震动性爆破与预抽煤层瓦斯技术,从而安全有效地治理了采掘作业过程中的预防煤与瓦斯突出的难题,实现了采掘工作面预突的安全生产.     

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。     

采场动压分布特征及高效瓦斯抽放技术研究

河南地区大部分煤矿所采煤层均属于三软煤层，煤层透气性差，瓦斯治理困难。现阶段河南区域煤与瓦斯突出矿井主要采用穿层钻孔及开采保护层作为区域防突措施，而低瓦斯矿井或临突矿井（低瓦斯矿井与煤与瓦斯突出矿井相邻）存在高瓦斯区时，仅仅用风排瓦斯很难达到治理效果，近些年煤矿发生瓦斯事故多数为低瓦斯矿井，所以低瓦斯矿井和临突矿井存在高瓦斯区域的工作面回采期间瓦斯治理尤为重要。根据采场“竖三带”和“横三区”理论，利用钻孔抽放效果考察法和工作突出预测指标法研究了采场围岩动压分布特征。在此基础上，通过优化动压区抽放钻孔设计，提高了瓦斯抽放效果。瓦斯抽放量提高了1.8倍，有效降低了工作面生产期间的风排瓦斯量，提高了生产效率，保证了矿井安全生产。     

综采面顺层钻孔瓦斯抽放消突技术研究

成庄矿为了消除煤层的突出危险性，安全有效地开采井下3号煤层4311综采面，采用顺层钻孔预抽该综采面回采区域煤层瓦斯。成庄矿4311综放面作为试验区进行了消突措施、消突效果技术研究，在该综采面预抽煤层瓦斯过程中以及抽放结束后，进行煤层残余瓦斯含量测定，并对该综采面煤层区域进行预抽煤层瓦斯抽采效果达标和消突效果达标评判。上述措施确保了该矿综采面4311的高产高效安全生产，取得了良好的经济效益。     

突出矿井深部巷道沿空留巷技术研究与应用

通过对高水充填材料的力学特性及沿空留巷矿压显现规律的研究与分析,并针对车集煤矿煤与瓦斯突出矿井大埋深特殊条件,选择高水材料巷旁充填工艺进行沿空留巷。从沿空留巷围岩稳定性控制入手,构建"充填体+锚杆、锚索"复合支护系统。在实践应用过程中,通过对巷道、充填体等矿压显现情况进行观测、分析,优化了沿空留巷支护参数与工艺,确保了突出矿井大埋深条件下沿空留巷成功,提高了采区煤炭资源采出率,保证了矿井采掘抽接替,为类似条件下沿空留巷提供了理论与实践参考。     

近距离突出煤层群保护层的选择与煤层瓦斯预抽

针对吉克煤矿近距离突出可采煤层群的开采情况,根据其地质情况及煤层瓦斯基础参数情况,进行开采保护层的选择,并论证其可行性,对所选保护层与邻近层进行大面积瓦斯预抽方案设计,使矿井安全高效生产。     

SF6示踪气体在近距离煤层群工作面漏风检测中的应用

近距离煤层群是指在开采本煤层时对邻近煤层有明显采动影响的煤层群。以许疃煤矿7₂28回采工作面为例，上覆存在7₁煤层采空区，在煤层采动影响下形成多种漏风通道，漏风形式复杂，严重影响矿井的安全生产。利用SF6示踪气体连续定量释放法对7₂28工作面及回风巷漏风量规律进行定量研究，在0~150 m（距下隅角距离）范围内工作面主要向采空区漏风，在150 m后采空区向工作面漏风，整体漏风量为93 m³/min，漏风率为4.7%。回风巷在煤层间距薄弱处，存在明显向上覆采空区漏风现象，漏风量为37 m³/min，漏风率为1.9%。通过测试掌握了工作面及巷道漏风规律，针对性地提出预防措施，为该工作面的安全生产提供了保障。     

观文煤矿煤与瓦斯共采中瓦斯抽采前期研究

 摘要： 以低透气性、强突出危险煤层群矿井—观文煤矿为研究对象,深入研究该矿的瓦斯抽采方案设计。抽采方案主要包括：保护层回采区域顺层钻孔预抽、邻近层卸压瓦斯、采空区瓦斯抽采、底板穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯、煤巷掘进工作面边掘边抽。     

矿井随钻三维轨迹监测技术研究

煤矿井下钻孔施工中，在缺少控制钻孔轨迹偏移测量技术的情况下，施工钻孔轨迹与钻孔设计轨迹偏差较大，无法满足煤矿瓦斯抽采的设计需求。分析了随钻钻孔三维轨迹测量技术，通过对随钻三维轨迹测量技术的研究，精确控制瓦斯钻孔轨迹，解决瓦斯突出煤层快速掘进及安全高效回采问题。钻孔随钻三维轨迹测量技术是通过对钻机开孔角度的精确测量和对钻孔轨迹的精确测量，使用三维轨迹成图方法显示。大量的数据采集与施工验证表明，该方法成为预抽钻孔煤层保安全、促生产过程中的重要环节，能够避免钻孔设计及施工的盲目性，提高了抽采钻孔的利用率及施工速度。     

厚煤层巷道矿压显现规律研究

针对厚煤层开采时矿压对巷道的影响的问题，从理论和实践上阐述位于厚煤层内的区段集中巷、采区上（下）山及大巷整个服务期间采动影响过程中的矿压显现规律和围岩变形，以及厚煤层巷道的维护技术。利用FLAC^3D数值模拟软件，分别分析了采动条件下厚煤层区段集中平巷顶板压力规律以及采动条件下厚煤层区段集中平巷顶板位移规律。提出要掌握巷道的围岩性质及其对巷道维护的影响，合理确定护巷煤柱宽度，在邻近煤层开采中，采用上部煤层在厚煤层上方跨采，或者厚煤层巷道开掘之前上部煤层预先开采等卸压措施。从而避免了厚煤层开采过程中矿压对巷道的影响，保证了煤矿的安全高效回采。