灰岩裂隙发育区瓦斯异常涌出原因及防治技术研究

针对一些矿井瓦斯涌出量小但瓦斯灾害事故频繁的现状,结合义棠煤业公司实际情况,利用瓦斯地质理论,对局部煤层瓦斯异常涌出的原因进行了分析和研究,认为地质构造作用使地层受到揉皱破碎,致使顶板灰岩裂隙发育,大量游离态瓦斯贮存在裂隙中,当采掘活动扰动到这些裂隙时,游离态瓦斯集中释放造成局部瓦斯异常涌出,并据此提出了切实可行的瓦斯防治措施。     

掘进瓦斯异常影响因素及治理技术研究

为研究受采动影响掘进工作面瓦斯异常原因，利用COMSOL Multiphysics数值模拟软件分析了上覆己组工作面回采后下部煤层的应力、渗透率变化；并通过在回采工作面卸压区域施工测试钻孔，分析卸压后煤层瓦斯涌出情况。结果表明，当上覆工作面回采后对下部煤层起到了一定的卸压作用，煤层渗透率增加至0.026μm2，导致卸压煤层内瓦斯极具解吸，从吸附态变为游离态。当采动裂隙或原生裂隙导通卸压瓦斯后，大量瓦斯涌入掘进巷道，造成瓦斯涌出异常。基于卸压瓦斯，在掘进工作面顶板超前施工抽采钻孔，对卸压瓦斯进行抽采，较好地解决了瓦斯异常涌出问题，保证了安全、高效掘进。     

义棠煤业局部瓦斯涌出异常原因分析

为了查找义棠煤业局部区域瓦斯涌出异常的原因,在分析煤层瓦斯参数和瓦斯涌出量的基础上,针对煤层开采时影响瓦斯涌出的各种因素,分析了义棠煤业局部区域瓦斯异常涌出的原因,结果表明:异常涌出的瓦斯来源于9#煤层上覆的K_2、K_3、K_4灰岩裂隙,煤层开采时灰岩裂隙瓦斯最大涌出量达3.36 m~3/min,提出采取增加风量、进行围岩注浆等措施,避免瓦斯异常涌出,确保矿井安全生产。     

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。     

工作面瓦斯涌出量预测及瓦斯来源分析

煤层瓦斯赋存状态是研究矿井瓦斯涌出规律和瓦斯灾害防治的技术基础。某矿5煤层局部瓦斯异常涌出，已经开始对煤矿的安全生产有所影响和制约。于此，笔者采用统计分析和分源计算两种方法，对采掘工作面瓦斯涌出量进行了预测，分析了采掘工作面瓦斯涌出影响因素和涌出来源，得出了煤层瓦斯压力、煤层瓦斯含量、煤层透气性系数、煤层残余瓦斯含量、钻孔瓦斯涌出量等参数，随采深增加而变化的规律，并提出了针对性的防治措施。     

冲击地压煤层瓦斯异常涌出原因分析及控制

针对冲击地压煤层采掘过程中瓦斯异常涌出治理难题，采用理论分析结合现场考察的方法，分析了冲击地压煤层瓦斯异常涌出影响因素、发生原因及控制方法。研究结果表明，冲击地压煤层瓦斯异常涌出影响因素主要包括煤岩固有冲击属性因素、煤岩体结构因素、应力因素、瓦斯因素及开采因素五个方面。冲击地压煤层采掘过程中瓦斯异常涌出发生原因为受采动影响，煤岩体应力集中区突然卸荷，渗透率增加，瓦斯解吸膨胀，发生异常涌出。冲击地压煤层瓦斯异常涌出防治途径可采用超前切断顶板、大面积钻孔卸压、煤层爆破卸压、区域瓦斯预抽、强化局部瓦斯抽采等措施，以降低冲击地压煤层瓦斯异常涌出危险性。研究成果在某矿I010203工作面进行实践，治理效果良好，可为类似条件下瓦斯异常涌出防治提供借鉴。     

淮南矿区A组煤层底板灰岩钻孔瓦斯喷孔综合探查分析

淮南潘谢矿区A组煤层开拓过程中,在巷道掘进施工钻孔中揭露灰岩发生瓦斯异常喷出现象,其瞬间涌出量大使得巷道掘进地质条件复杂。为查清喷出气体状况,采用地球物理与化学综合勘探方法对气体来源、储气空腔及导气通道等内容进行探查与判断。根据钻孔喷出气体成分及同位素测定,判断灰岩层中集气与A组煤气体不同源,即灰岩层段具有生贮气能力;物探查明在二灰和三灰岩层之间存在多处瓦斯贮气空腔或潜在的贮气空腔,在平面上大致沿轨道上山方位呈串珠状展布,且在三灰岩层中局部岩溶裂隙发育;连通试验表明1煤层底板各岩层之间连通性较好,且主要是通过煤层底板灰岩相连通,其岩溶及裂隙较发育。综合探查分析获取的成果得到后期施工钻孔证实。     

采动覆岩裂隙发育及周期性瓦斯涌出规律研究

为获得采场覆岩裂隙发育与瓦斯涌出变化之间关系,基于淮南矿区某矿220112工作面瓦斯地质概况,综合数值模拟、理论分析及工程实践等方法,对采场应力分布、覆岩裂隙发育及瓦斯涌出周期规律进行了研究。结果表明,工作面覆岩裂隙带发育区位于顶板上方17.2～40 m内,布置在该范围的顶板大直径定向钻孔抽采效果较好,验证了理论计算及模拟结果的准确性;瓦斯涌出呈现周期性变化,2～3次顶板周期来压后工作面出现一次较大的瓦斯涌出现象,是正常回采期间瓦斯涌出量的1.5倍左右;根据工作面瓦斯涌出周期性规律,补充实施顶板走向抽采钻孔后,工作面回采期间瓦斯涌出总体平稳。     

高瓦斯矿井长钻孔CO_2气相压裂增透试验研究

高瓦斯矿井煤层回采过程中地质条件复杂多变,常有瓦斯异常涌出现象,工作面经常发生瓦斯预警超限断电情况,严重制约工作面安全高效生产。为了提高顺层钻孔瓦斯抽采效果,降低瓦斯涌出不均衡性,采用CO_2气相压裂增透技术对煤层应力进行重新分布,使瓦斯应力分布均匀化,增大裂隙发育程度,提高瓦斯抽采率,从而有效降低瓦斯危害,杜绝瓦斯事故的产生。利用该技术后,单组钻孔的瓦斯抽采纯量是普通孔的4. 2倍,极大地提高了煤层瓦斯抽采量,加快了煤层瓦斯含量的降低,促进了矿井安全高效生产。     

特厚老顶工作面高位钻孔参数优化设计

金能煤业分公司4321综采工作面瓦斯涌出量大,且瓦斯来源主要是采空区。针对煤层顶板复杂特性及高位钻孔抽放效果不佳问题,利用ABAQUS数值模拟软件研究了顶板岩层裂隙发育特性。模拟结果显示:裂隙高度发育区位于距风巷水平距离18～24 m、顶板上方20 m处,依此对高位钻孔的抽放参数进行了优化设计。     

瓦斯风化带内煤层瓦斯(CH4)涌出量预测技术研究

介绍了煤层处于瓦斯风化带内的高头窑煤矿瓦斯涌出量预测技术.通过对该矿各煤层地质钻孔测得的瓦斯含量数据进行针对性的筛选和修正,并对各煤层瓦斯成分进行分析处理后,采用矿井瓦斯涌出量预测方法对该矿的矿井瓦斯涌出量成功进行了预测,其结果为该矿今后的矿井安全生产提供了技术依据,并为其他类似的拥有瓦斯风化带内煤层的矿井提供矿井瓦斯涌出量预测参考.     

特厚煤层综采面瓦斯涌出规律及优化治理技术研究

针对魏家地煤矿1号特厚瓦斯突出煤层在回采过程中瓦斯涌出易造成工作面上隅角瓦斯超限问题，开展了工作面瓦斯运移涌出、储集规律及定向钻孔瓦斯综合治理技术研究。通过分析定向长钻孔施工过程中存在的问题，对定向钻孔施工工艺和封孔工艺进行优化，实现了定向钻孔的快速、安全钻进。通过分析卸压瓦斯涌出及运移规律，得出1号煤层开采后，2号煤层处于底板裂缝带范围，卸压瓦斯大量上涌，采空区顶板上方40～65 m范围内发育大量离层裂隙，为卸压瓦斯的富集提供了储存空间；下覆2号煤层的部分瓦斯在扩散和升浮的作用下向上扩散，最后聚集在1号煤层上方的离层裂隙中，形成瓦斯富集区域。针对分析结果，在应用技术优化前提下开展了现场试验研究，结果表明：采用优化后的顶底板定向钻孔技术后，工作面瓦斯涌出量由原来的32 m³/min降至15 m³/min,瓦斯浓度由0.75%开始降低并稳定在0.23%,有效保障了工作面的安全高效生产。     

千米定向钻机在余吾煤业瓦斯抽采中的应用

通过引进澳大利亚生产的VLD-1000型千米定向钻机,分析余吾煤业煤层的地质条件与瓦斯分布,结合多年的钻孔施工经验,提出了高位裂隙钻孔对高瓦斯矿井进行"采空区抽采"技术,实践证明,该技术不仅能有效解决瓦斯涌出量大及抽采难度高等问题,还能为今后高瓦斯煤层的瓦斯治理提供技术借鉴。     

新疆焦煤集团主焦煤公司瓦斯异常涌出区瓦斯灾害治理

分析了新疆焦煤集团主焦煤公司瓦斯异常涌出区的特点,全面、规范地开展了低瓦斯矿井煤层瓦斯基本参数测定,对矿井深部瓦斯涌出量进行了客观的预测,提出矿井瓦斯治理总体技术方案,有针对性的对瓦斯异常涌出区进行了局部瓦斯抽放设计,对全国其他低瓦斯矿井进行瓦斯灾害治理具有参考意义。     

超厚易自燃煤层放顶煤开采瓦斯治理研究

以塔山矿为例,在分析采场裂隙特征基础上,实施采场卸压瓦斯抽放试验。提出由于超厚而造成的低瓦斯含量煤层放顶煤瓦斯涌出量较大,且顶板的垮落不确定性易自燃煤层矿井瓦斯治理方案。现场试验表明,高位钻孔是解决易自燃、超厚煤层低瓦斯矿井瓦斯超限的有效办法。同时通过试验对高位钻孔进行调整,给出卸压瓦斯抽放高位钻孔合理参数。通过系统运行前、后比较,上隅角瓦斯浓度平均值降幅约27%。     

低瓦斯矿井瓦斯异常涌出区瓦斯灾害治理

分析了新疆焦煤集团2130平峒瓦斯异常涌出区的特点,全面、规范地开展了低瓦斯矿井煤层瓦斯基本参数测定,对矿井深部瓦斯涌出量进行了客观的预测,提出矿井瓦斯治理总体技术方案,有针对性的对瓦斯异常涌出区进行了局部瓦斯抽放设计,为全国其他低瓦斯矿井进行瓦斯灾害治理具有借鉴意义。     

高位定向长钻孔抽采技术在上隅角瓦斯治理中的应用

根据象山矿井5#煤层煤系地层赋存条件,分析了采空区瓦斯富集区层位,设计施工5个顶板高位定向长钻孔进行采空区瓦斯抽采治理。现场抽采结果表明:顶板高位定向长钻孔布置层位高度20~22m,水平内错距离0~45m较为合理;通过进行5#煤层顶板定向长钻孔抽采技术应用,工作面日产量大幅提升,而工作面上隅角瓦斯浓度由此前长期维持在0.7%降至0.4%左右,有效遏制了上隅角瓦斯超限事故,实现了取消高位裂隙钻孔和采空区埋管抽采的目标。     

综采工作面过煤层冲刷带瓦斯防治技术实践

煤层冲刷带是一种常见的矿井地质现象,井下采掘作业进入冲刷带区域时往往会导致工作面瓦斯涌出异常。以新集二矿综采工作面过煤层冲刷带开采为例,分析了煤层冲刷带对工作面瓦斯涌出的影响。根据工作面过冲刷带区域出现瓦斯超限的原因,制定了施工砂岩裂隙瓦斯探查钻孔、顺层钻孔、穿层钻孔、短孔注水等针对性的瓦斯防治补充措施,最终实现了工作面的安全回采,为类似条件下的工作面瓦斯防治提供了借鉴。     

煤层采动卸压瓦斯抽采顶板裂隙带定向#br# 长钻孔施工技术#br#

贵州某矿存在煤层采动卸压瓦斯抽采与上隅角瓦斯超限的难题，施工常规顶板裂隙钻孔进行瓦斯抽采时，由于顶板岩层裂隙发育多，地质条件复杂，导致钻孔深度浅、成孔率低、钻孔有效段无法准确控制在稳定岩层和裂隙带层位，严重制约影响钻孔施工质量及瓦斯抽采效果。为有效保证钻孔成孔率，提高钻孔有效段长度，准确控制钻孔轨迹，采用近水平定向钻孔施工技术，施工顶板裂隙带定向长钻孔，实现“以孔代巷”，总结出一套适合某矿高位定向钻孔成孔工艺方法和布孔参数。应用结果表明，利用定向钻进技术，钻孔单孔瓦斯抽采浓度达60%，瓦期抽采纯量为1.1 m3/min以上，效果显著，具有很好的推广应用价值。     

低瓦斯矿井工作面上隅角瓦斯抽采技术与实践

某低瓦斯矿井11303工作面回采过程中,采用"U"型通风,工作面上隅角瓦斯经常局部超限.经过分析,上隅角瓦斯涌出量主要来源于采空区,采空区瓦斯积聚点主要分布在顶板3~5倍采空范围内的裂隙带中.通过对高抽巷瓦斯抽采、高位钻孔瓦斯抽采、采空区埋管瓦斯抽采、骨架风筒瓦斯抽采等几种瓦斯治理方法的对比分析,结合矿井上隅角瓦斯的来源情况,选择采用高位钻孔抽采瓦斯,能从根本上解决低瓦斯矿井工作面上隅角瓦斯超限问题.