大采高工作面采动围岩活动与瓦斯涌出关系

为了研究大采高工作面采动围岩活动与瓦斯涌出的规律,现场实测斜沟煤矿18205工作面的液压支架支护阻力、超前支承压力及瓦斯涌出量,分析回采时支架支护阻力、超前支承压力的变化情况,根据现场实测工作面瓦斯涌出量,确定采动活动与瓦斯涌出的关系。结果证明:18205工作面矿压显现增大时,瓦斯涌出量显著升高;在周期来压时煤岩体卸压增流,工作面瓦斯涌出量明显升高。在周期来压期间覆岩裂隙通道受到挤压和冲击作用,高浓度的瓦斯流涌向工作空间,导致高位钻孔瓦斯抽采量明显增加,其与来压步距基本一致,且高位钻孔能有效拦截采空区及邻近层瓦斯,有效保障了工作面安全回采。     

西铭矿42206工作面高位钻孔合理层位选择

基于西铭矿42206综采工作面采用高位钻孔抽采上邻近层瓦斯,运用经验公式和实测回归方程计算得出42206工作面上覆"裂隙带"最大高度,根据"裂隙带"计算结果,设计了工作面高位裂隙钻孔布置方案,同时布置顺层钻孔抽采本煤层瓦斯,经现场应用表明,工作面瓦斯抽采率为47. 8%,说明42206工作面瓦斯抽采效果较好。     

大采高综放工作面瓦斯综合治理技术与应用

针对斜沟煤矿18205工作面大采高的特点,分析其瓦斯涌出来源,有根据的提出治理措施。在瓦斯治理巷投入使用前,通过上隅角悬管与顶板裂隙带钻孔抽采对工作面涌出的瓦斯进行治理,瓦斯治理巷投入使用后,与顶板裂隙带钻孔抽采相结合进行瓦斯综合治理,有效降低了瓦斯含量,解决了采空区基本顶周期来压时的上隅角瓦斯超限问题。     

顶板周期来压对邻近层抽采瓦斯效果影响分析

为提高回采工作邻近层抽采瓦斯效果,减少回采过程中瓦斯涌出量,提出了采用倾向平行高位钻孔进行邻近层抽采瓦斯工艺。结合山西马军峪煤矿工程实践,对顶板周期来压期间邻近层钻孔抽采瓦斯量变化规律进行研究,得出顶板来压期间钻孔抽采瓦斯量及有效的抽采瓦斯时间明显增加,且抽采瓦斯量与抽采时间呈周期性波动,与顶板周期来压步距有较好相关性,提出了钻孔布置参数应考虑来压步距的影响。     

近距离煤层群底抽巷瓦斯抽采实验研究

针对山西焦煤集团屯兰矿近距离煤层群开采过程中,采煤工作面底板瓦斯超限的问题,通过对近距离煤层群采掘工作面底板煤岩增透机理分析及回采工作面邻近层瓦斯涌出量计算,得出18205工作面底板瓦斯涌出量增大原因:18205工作面底板受采动影响,煤岩体形成裂隙带和卸压带,煤岩透气性系数成百倍增加,渗透率增大,为下邻近层瓦斯涌出提供了通道;下邻近层9#煤层瓦斯涌出量占18205工作面瓦斯涌出量的比例高达11.4﹪。结合理论分析、计算及开采条件,进行了底抽巷瓦斯抽采实验研究。结果表明:底板瓦斯浓度由0.46%降至0.1%,瓦斯抽放率提高了17%,矿井通风能力得到了提升。     

厚煤层大采高工作面高位钻孔终孔层位合理性研究

为了改善厚煤层大采高工作面高位钻孔的瓦斯抽采效果,以斜沟煤矿18205工作面为研究背景,采用现场试验对采空区顶板岩层裂隙的演化规律进行分析来作为高位钻孔终孔位置的确定依据。结果表明:高位钻孔的终孔层位布置在16～18 m时,顶板岩性属软弱-中硬型,受采动影响裂隙发育情况较好,同时又不受冒落带的影响,采空区瓦斯抽采效果较为显著,高位钻孔终孔层位布置在17 m时,上隅角瓦斯浓度基本维持在0.6%左右,回风流瓦斯浓度大约为0.42%。     

高瓦斯厚煤层采动裂隙发育区瓦斯抽采技术

针对高瓦斯厚煤层开采过程中采动裂隙发育区瓦斯涌出量大的问题,通过现场观测得知采空区瓦斯和邻近层瓦斯占工作面全部涌出瓦斯的50％以上,并确定了工作面裂隙带高为15.68～28.68m.基于此,提出了在传统本煤层瓦斯抽采和邻近层瓦斯抽采的基础上,在采动裂隙发育区采用高位钻孔抽采瓦斯的方法进行瓦斯抽采,并确定了瓦斯抽采的相关参数.实践表明:裂隙带邻近层高位钻孔瓦斯抽采效率大于本煤层瓦斯抽采和单纯邻近层瓦斯抽采效率,工作面瓦斯抽采率达53％.     

高位定向钻孔合理层位确定及抽采效果分析

为了有效解决临近层卸压瓦斯通过采动裂隙扩散至本煤层工作面，导致采空区上隅角及工作面回风巷瓦斯浓度超限的问题。以某矿9103工作面为工程背景，采用理论分析与数值模拟相结合的手段，对工作面上覆岩层裂隙演化规律进行分析研究。研究表明：采用UDEC数值模拟软件分析工作面上覆岩层破坏时垮落带和裂隙带演化规律及裂隙带高度分布范围与理论计算结果基本一致，覆岩垮落带最大高度4.9 m，裂隙带最高13.44 m。基于此，确定了工作面覆岩高位钻孔设计方案：在9#煤层上方10 m位置的粉砂岩中，采用高位钻孔技术抽采瓦斯，整体抽采浓度较高，进一步验证了高位钻孔布置参数设计的合理性。     

顶板来压规律对高位钻孔瓦斯抽采浓度的影响及抽采钻孔参数优化

通过现场实测、理论分析及Fluent数值模拟等方法,研究了新疆某矿12B801综放工作面支架工作阻力及高位钻孔瓦斯抽采浓度变化。结果表明:顶板来压呈现大、小周期变化规律,大周期平均来压步距约60.0m,小周期平均来压步距约15.5m,大、小周期来压直接影响着高位钻孔瓦斯抽采浓度;利用大、小周期来压规律,对原设计抽采钻孔参数进行了优化,Fluent模拟表明钻孔优化后可将工作面上隅角瓦斯浓度比原始钻孔降低45%以上。现场实测优化后钻孔瓦斯抽采浓度比原方案提高近1倍,工作面上隅角瓦斯最大浓度降低了60%,证明了抽采钻孔优化的合理性。     

综放工作面高位定向钻孔层位参数优化与应用实践

为了有效解决综放工作面上隅角瓦斯治理难题,通过高位定向钻孔瓦斯抽采技术,研究高位定向钻孔层位与瓦斯抽采效果的关联特性。以王家岭矿综放工作面为跟踪研究对象,计算了工作面冒落带与裂隙带的理论高度,分别从水平错距和垂直层距分析不同错距区与层距区对瓦斯抽采浓度与抽采纯量的影响,得出同一层距区和错距区内的最佳布孔层位。试验结果表明：工作面上隅角瓦斯浓度降至0.64%,证明了选择不同区域优化后的钻孔层位能有效的解决上隅角瓦斯超限问题,保证了综放工作面的安全、高效生产。     

顶板周期来压对上隅角瓦斯积聚的影响

针对黄矿一号煤矿805工作面实际出现的上隅角瓦斯局部积聚的现象,探究了顶板周期来压对上隅角瓦斯积聚的影响规律。通过对上覆岩瓦斯运移特性的分析,以及发现每当工作面周期来压时,其高位钻孔的抽采浓度升高,上隅角瓦斯浓度会降低的客观现象,得到了顶板周期来压对上隅角积聚的影响关系。同时,提出采用一种新型的膨胀预裂放顶技术,通过使初垮后的采空区裂隙发育更加充分的方式以减弱采空区瓦斯对上隅角瓦斯浓度造成的干扰。实践表明,该技术有效降低了工作面初次来压步距,防止了工作面大面积冒顶的可能性,提高了高位钻场钻孔内的抽采浓度,可以达到降低上隅角瓦斯浓度的目的。     

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。     

基于采动覆岩裂隙特征的高位钻孔优化与分析

为了深入了解覆岩采动裂隙带内瓦斯富集运移区的变化规律,提高矿井采空区瓦斯抽采能力。以覆岩裂隙演化理论为基础,针对山西王家岭矿主采工作面,运用物理相似模拟的方法,研究了工作面采动影响下覆岩裂隙带及瓦斯富集运移区的变化规律,并以此研究结果,进行现场高位定向长钻孔优化设计。研究结果表明:上覆岩层裂隙及瓦斯富集运移区受采动影响,在第四次周期来压后裂隙充分发育,裂隙带高度在28～92.3m,但瓦斯富集运移区发育高度在第二次周期来压后稳定在52m以内。在现场试验中,对高位定向长钻孔参数进行优化调整,得到位于富集区内的钻孔抽采效果明显高于位于富集区外的抽采效果,且高位定向长钻孔稳定抽采期间抽采瓦斯占绝对瓦斯涌出量的55%～75%。研究结果为采动覆岩裂隙瓦斯富集运移区辨识、覆岩裂隙带瓦斯精准抽采提供一定的理论基础。     

顶板来压规律对高位钻孔瓦斯抽采浓度的影响及优化

通过现场实测、理论分析及Fluent数值模拟等方法,研究了新疆某矿12B801综放工作面支架工作阻力及高位钻孔瓦斯抽采浓度变化,结果表明：顶板来压呈现大、小周期变化规律,大周期平均来压步距约65.0m,小周期平均来压步距约15.5m,大、小周期来压直接影响着高位钻孔瓦斯抽采浓度；利用大、小周期来压规律,对原设计抽采钻孔参数进行了优化,Fluent模拟表明钻孔优化后可将工作面上隅角瓦斯浓度比原方案降低45%以上,现场实测综放工作面上隅角瓦斯最大浓度仅为0.24%,证明抽采钻孔优化的合理性。     

倾斜综放工作面采动卸压瓦斯高位钻孔抽采技术研究

为解决工作面回采期间上隅角瓦斯超限问题,针对硫磺沟煤矿主采工作面实际情况,采用物理模拟及数值模拟手段,对工作面采动覆岩"三带"及卸压瓦斯运移优势通道分布特征及规律开展研究,结合工作面实际情况设计高位钻孔抽采上隅角瓦斯,并对抽采效果开展实时观测与分析。结果表明:通过物理相似模拟实验,得到(4-5)04工作面覆岩"三带"高度,工作面初次来压、周期来压步距,裂隙区在切眼、工作面及进回风巷出的宽度等参数;综合分析数值模拟及现场观测结果得到工作面合理配风量及抽采负压;通过现场观测,得到高位钻孔抽采浓度为19.85%~23%,有效抽采段距离平均为54.5m,表明高位钻孔抽采方法和设计参数是科学有效的。     

黄陵矿区二矿高位裂隙钻孔瓦斯抽采有效性分析

阐述了采用高位钻孔瓦斯抽采的技术关键,确定了工作面上方的冒落带和裂隙带高度,并结合现场实测数据考察了钻孔的有效利用率和钻场间距合理性,结果表明:黄陵矿区二矿107工作面回风巷高位裂隙钻孔布置较合理,能够解决工作面瓦斯涌出量较大的问题,如果降低钻孔仰角,使钻孔的终孔位置位于冒落带之上、裂隙带的中下部,可以更有效抽采瓦斯。     

基于裂隙带分布规律的采空区瓦斯抽采技术

回采工作面上隅角瓦斯超限是瓦斯治理工作的重点。本文在对南凹寺矿30405上分层回采工作面采空区顶板岩层三带高度进行计算的基础上,对回风巷高位钻孔布置方案进行优化设计,将高位钻孔布置在采空区顶板裂隙区内。抽采钻孔在近一个月内能保持较高的抽采浓度和抽采纯量,能有效截流和较长时间的抽采采空区瓦斯,解决了高瓦斯矿井综采工作面上隅区瓦斯浓度超限问题。     

大直径走向长钻孔瓦斯抽采在15108工作面应用

为解决马堡煤业15108工作面上邻近层瓦斯涌出量大的问题,经计算,该工作面上部岩层裂隙带高度在17~30 m之间,在高位钻场内施工走向长度为500 m、孔径为193 mm的钻孔,以抽采上邻近层瓦斯,钻孔的抽采总量达到5.5 m3/min,抽采支管路监测的瓦斯浓度在20%左右。大直径走向长钻孔抽采方法解决了马堡煤业15108工作面上邻近层瓦斯涌出量大的问题,对矿井瓦斯抽采具有重要意义。     

西铭矿48708工作面抽采采空区漏风对上隅角瓦斯的治理

针对西铭矿48708综采工作面煤层赋存情况,采用后退U型通风方式分析工作面及采空区瓦斯涌出源,计算工作面配风量及采空区漏风量。采用中高位走向长钻孔及高位裂隙带钻孔抽采邻近层涌出的瓦斯;采用大孔径煤柱孔插管及密闭埋管抽采采空区漏风,改变上隅角风流状态,解决漏风携带瓦斯问题,为上隅角瓦斯本质治理提供了借鉴。     

全程筛管护孔技术在高位瓦斯抽采钻孔中的应用

大水头煤矿属高瓦斯突出矿井，为“三软”厚煤层，东106工作面受断层牵引带影响，地应力叠加区域，瓦斯及矿山压力大。通过分析工作面推进度与采空区冒落带、裂隙带、弯曲下沉带的关系，合理设计了高位抽采钻孔。根据综放工作面周期来压对高位钻孔的影响，采用全程筛管护孔技术使钻孔得到有效支护，避免了塌孔现象的发生，保证了高位抽采钻孔的有效搭接，瓦斯治理效果、成本、施工效率等方面均优于传统抽采钻孔，在煤矿瓦斯治理方面有一定的推广意义。