非均质煤层瓦斯分布特征及钻孔抽采瓦斯运移规律研究

为了提高煤矿瓦斯抽采率，节约瓦斯抽采时间，分析了非均质煤层瓦斯分布特征及钻孔抽采瓦斯运移规律，采用透气性系数研究了非均质煤层瓦斯压力分布特点；分析了非均质煤层单钻孔瓦斯压力分布、原始瓦斯压力、原始透气性系数对有效抽采半径的影响。研究对指导现场瓦斯抽采以及促进煤矿安全生产具有重要意义。     

屯兰矿22301工作面瓦斯综合治理技术设计与实践

为解决22301工作面瓦斯含量高的问题,基于22301工作面顶底板岩层特征,分析得出工作面回采期间瓦斯的主要来源为本煤层与上下邻近层,据此采用本煤层+上下邻近层+采空区大直径钻孔抽采相结合的瓦斯综合治理措施,并进行各项抽采措施参数的设计,回采期间通过测试回风流及上隅角的瓦斯含量验证抽采效果。结果表明:瓦斯治理技术实施后,工作面上隅角和回风流中瓦斯浓度的最大值分别为0.55%和0.51%,无瓦斯超限现象,为工作面的安全回采提供了保障。     

采区运输下山石门揭煤综合瓦斯防治技术

为了防止石门揭煤过程中发生煤与瓦斯突出事故，以开滦矿区二水平南一采区运输下山下部石门揭煤为背景，分析了石门揭煤处11煤层的地质条件和瓦斯赋存状况，提出采用瓦斯参数测定、瓦斯预先抽采、水力冲孔、煤体固化等综合瓦斯防治技术。结果表明，通过石门揭煤综合瓦斯防治技术，揭煤点及其周围煤层瓦斯含量降为3.19m3/t，瓦斯压力降至0.6MPa以下，每天保证正规循环，顺利实现了安全揭过煤。     

采用顶板梳状定向钻孔瓦斯抽采技术研究

通过对顶板梳状定向钻孔瓦斯抽采技术关键原理进行理论研究,结合大阳煤矿回采工作面应用顶板梳状定向钻孔瓦斯抽采的实际情况,阐述了大阳煤矿应用梳状定向钻孔产生的效果及经济效益.通过研究,推广顶板梳状定向钻孔瓦斯抽采技术,有助于实现回采工作面在采煤的同时安全高效的抽采瓦斯.     

水力压裂-深孔预裂爆破复合增透技术研究

为了增加低渗透高瓦斯煤层的透气性,提高瓦斯的利用率和抽采效率,提出了水力压裂-深孔预裂爆破复合增透技术,分析了水力压裂-深孔预裂爆破复合增透的爆破致裂机理,建立了在爆轰气体作用下的裂纹应力强度因子方程和裂纹二次扩展半径方程。运用RFPA2D-Flow模拟软件对水力压裂后孔壁周围煤岩体裂隙的产生过程与裂隙扩展规律进行模拟。利用ANSYS/LS-DYNA有限元分析模拟软件对不同长度预裂缝影响深孔预裂爆破后瓦斯抽采增透效果的程度进行模拟。同时在阳泉五矿8410工作面开展了现场工业性试验,以此验证煤矿井下进行水力压裂-深孔预裂爆破复合增透技术后的瓦斯抽采增透效果。结果表明:使用水力压裂-深孔预裂爆破复合增透技术后煤层的透气性与常规的深孔预裂爆破相比有显著提高,致裂孔的初始瓦斯涌出量是普通爆破孔的3.18倍,瓦斯含量的衰减强度降低了77.3%。深孔预裂爆破的有效影响半径随着爆破孔内预裂缝长度的增加而提高,而且二者呈线性关系。该研究中采用复合爆破后的有效影响半径可达到6.98 m,与数值模拟结果得到的有效影响半径6.763 m相近。同时数值模拟与现场工业性试验的结果均证明:提出的水力压裂-深孔预裂爆破复合增透技术,能够有效增加煤岩层的透气性,提高瓦斯的抽采效率,为其他低渗透高瓦斯煤层的瓦斯抽采增透技术提供了参考。     

芦家峪瓦斯抽采系统扩能改造及系统调控优化研究

为解决芦家峪瓦斯抽采系统能力不足及运行效率低的问题,结合长平煤矿生产及瓦斯抽采系统现状,分析了抽采系统扩能改造和系统调控优化的必要性和可行性,提出了瓦斯抽采系统扩能改造及系统调控优化方案,明确了扩能改造及调控优化改造主要内容。通过抽采系统扩能改造及系统调控优化,实现3套瓦斯抽采系统的互联互通互备功能,可及时调整抽采系统运行方式,有效应对井下多区域复杂变化的瓦斯抽采方式,提高了瓦斯抽采系统能力和运行效率,同时大大节省投资成本、时间成本。互联互通互备功能可作为类似条件瓦斯抽采系统改造或新建抽采系统设计提供借鉴。     

马兰矿综采工作面上隅角瓦斯治理抽采措施研究

针对马兰矿工作面瓦斯含量较高、突出危险的工作面条件,分析了上隅角瓦斯抽采机理,主要由于“U”型通风系统风流及压差作用瓦斯在工作面上隅角形成了聚集,上隅角极易发生瓦斯超限及瓦斯积聚事故;在工作面除采取封堵切眼进、回风隅角、控制采空区悬顶面积等固有手段治理上隅角瓦斯外,重点针对上隅角瓦斯抽放采取高抽巷抽采、瓦斯抽放巷裂隙带抽采、瓦斯抽放巷大直径钻孔抽采、上隅角悬管抽采等综合措施治理上隅角瓦斯,并确定了各治理方案的具体技术参数。最后在马兰矿工作面进行了实践应用,由工作面现场数据分析可知瓦斯浓度保持在0.3%～0.6%,保障了工作面的安全生产,为相关地质条件的采煤工作面上隅角瓦斯治理提供参考。     

近水平中近距离煤层群煤与瓦斯协调开采技术研究

以下峪口煤矿中近距离煤层群为研究对象,现场考察得出保护层保护卸压角,结合上保护层2#煤层赋存条件及灾害特点,对比选择密集顺层长钻孔抽采2#煤层采掘工作面,回采巷沿空充填留巷施工下向孔抽采下伏被保护层卸压瓦斯区域防突的开采方案。现场考察了卸压瓦斯抽采与工作面的时空关系,数据表明,中近距离上保护层开采期间,采动影响能够有效卸压,提高被保护层的透气性,滞后保护层工作面24～42m为卸压瓦斯最活跃区域,卸压瓦斯抽采浓度高于10%的时间约2个月。     

松软煤层穿层钻孔超高压水力压裂技术研究及应用

为了增大煤层透气性，提高煤层的瓦斯抽采效率，保障工作面的安全生产，在N3704西瓦斯巷设计了穿层钻孔超高压水力压裂实施方案，并对压裂效果进行初步考察。结果表明，通过在7号煤层进行煤岩合层压裂，得出压裂后瓦斯抽采纯量效率提高10倍以上，煤层由难以抽采煤层、可抽煤层变为易抽采煤层，煤层透气性系数提高50倍以上|同时，7号煤层在埋深750m条件下，水量达109.72m3时，压裂之后的抽采半径可以达到50～70m，提高瓦斯抽采效率，改善由于瓦斯制约而不利于生产的被动局面。