残采煤层地下气化开采工作面系统设计

针对多煤层赋存条件下,采空区上部残采煤层实际情况,根据地下气化开采特点,充分利用现有巷道,采用巷道+钻孔的方式实现残采煤层的地下气化开采,系统给出气化工作面参数、气化工艺、地面生产工艺及安全保障技术措施,实现了煤炭资源的有效开发利用。     

煤矿冲击地压与冒顶复合灾害研究

随着煤矿向深部发展,矿井动力灾害既表现出冲击地压的部分特征,又表现出冒顶的部分特征。2种典型的灾害打破以往冒顶与冲击地压的发生具有一种互为逆向性的认知规律,在深部高应力煤巷,特别是留顶煤巷道中出现了相互诱导、复合发生的新灾害类型。在总结山东、山西和新疆矿区典型巷道冲击致顶板(顶煤)动力灾害特征的基础上,提出了深部巷道冲击地压与冒顶复合灾害的概念、机理与分类,指出复合灾害机理关键点在于揭示巷道整体系统和破碎区子系统的稳定原理及其2者间的相互影响。建立了巷道发生复合灾害的力学模型,根据扰动响应失稳判据,提出并得到了巷道发生复合灾害的临界应力Pcr、临界软化区半径ρ_cr和最大容许采扰应力增量σ_max,厘清了灾害发生的主控因素,分析了煤岩冲击倾向指数K、支护强度ps、巷道半径ρ₀、煤岩强度σ_c等对灾害发生的影响规律,同时阐明了围岩塑性软化、破碎深度随地应力增加的发育规律。研究结果表明,破碎发育巷道的动力失稳主体为弹性区、软化区与破碎区构成的不稳定系统,垮落主体为破碎区;稳定的破碎区提升了巷道冲击启动临界值,使其启动难度增大,但破碎区的发育又易引起顶煤垮落;巷道稳定支护是解决复合灾害的关键,科学合理支护既能有效调控围岩破碎防冒,又能提升冲击启动临界值。通过理论研究,揭示了巷道冲击地压与冒顶复合灾害的发生机理,阐明了巷道软化与破碎区及其稳控支护对深部破碎发育巷道动力灾害防治的重要性。     

近距煤层条件下切巷支护设计与应用

本文通过对云岗矿81001回采工作面切巷支护的设计进行研究,确定在近距煤层开采中,采用联合支护等方式,可以对大断面顶板进行有效管理,并进行安全回采,有效减少资源浪费,并为类似地质特点的区域布置工作面和设计巷道提供了参考。     

沁南煤层气井分压合采技术研究

樊庄区块主力开发层系为3~#煤层和15~#煤层,合层开采工艺可以有效降低煤层气勘探开发成本、提高单井产气量。研究分压合采技术的适用条件和与之配套的合层开发工艺可以有效地提高多煤层合采的成功率。研究结果表明3~#煤层、15~#煤层的地质条件满足分压合采的要求,通过射孔层段优化、压裂工艺优化、精细排采管控技术,可以有效提高单井产气量。现场合采实践验证了理论分析的正确可靠性。     

水力压裂技术在成庄煤矿低透气性 突出煤层的应用及效果

为了解决成庄煤矿高瓦斯含量、低透气性煤层在开采过程中遇到的瓦斯难以抽采的问题,在该煤矿进行了水力压裂现场试验并优化钻孔布置,定量分析水力压裂的影响范围及效果。结果表明:采用水力压裂技术后的煤层透气性系数提高了26.3倍、煤层内瓦斯压力降低了53.5%,消除了煤与瓦斯突出的潜在危险,同时瓦斯抽采纯流量及其抽采浓度也有了大幅度的提高。通过优化钻孔布置,有效降低了成庄煤矿的瓦斯治理成本。     

综采工作面过松软煤层施工技术实践

针对综采工作面穿过松软煤层,面临架前漏矸,局部支架行程小,回采推进缓慢等问题,现场提出了掏洞掘进架棚控制顶板,工作面注浆等方案,并成功地在3101工作面进行了实践,取得了良好的效果。