新建突出煤矿“先抽后建”模式与实施路径

针对国家提出的加快煤层气地面开发和推广煤矿"先抽后建"理念,分析了新建突出煤矿"先抽后建"的基本特征,构建了"先抽后建"的时间-空间-安全条件模式模型与政策落实-技术研究-工程实施路径图,并对官寨煤矿工程实例进行了研究。研究得出:煤层气地面井抽采是煤矿区域瓦斯治理的创新举措,是推动实现新建突出煤矿"先抽后建"的有效途径;"先抽后建"模式为科学规划煤层气抽采与矿井建设的工程分区,统筹衔接和协调实施煤层气与煤炭开发;实施路径是在煤矿筹建阶段明确落实"先抽后建"政策的总体方案,根据项目可行性研究的成果,研究编制"先抽后建"的技术实施方案,按照地面钻井-瓦斯先抽-矿井后建的步骤进行"先抽后建"的工程实施。现场工程实践显示,官寨井田煤层气开发与矿井建设工程"先抽后建"方案可行,具有典型的代表性和很好的借鉴意义。     

木孔矿井开拓方案技术经济优化分析与探讨

根据木孔矿井的开发建设条件,分析了该矿井原设计推荐的一矿两井开拓方案的欠妥之处,分析探讨了一矿一井作为该矿井开拓方案的合理性、优越性、系统性及经济性,并对矿井开拓方案进行了详尽的技术经济优化分析,为矿井投资方和设计单位优化本矿井开拓方案提供了重要的参考意见。     

近距离突出煤层群水力冲孔卸压瓦斯抽采及效果评价研究

为高效评价近距离突出煤层群水力冲孔卸压瓦斯抽采效果,基于弹性力学、渗流力学和Klinkenberg效应等理论,建立了包含煤岩变形、瓦斯运移、孔隙率和渗透率演化数学方程的低透气性含瓦斯煤气固耦合模型,采用COMSOL Multiphysics数值模拟软件模拟分析了近距离突出煤层群水力冲孔钻孔周围煤体瓦斯压力与孔径之间的时空演化规律;基于质量守恒定律建立了近距离突出煤层群瓦斯抽采有效影响半径理论计算公式,并在贵州盘江煤电集团公司松河煤矿进行了工程试验及应用.得到以下结论:1)水力冲孔后,近距离煤层群各煤层的瓦斯抽采变化规律基本同步,水力冲孔的孔洞半径越大,影响半径越大,瓦斯抽采效果越好;2)现场试验结果显示,水力冲孔显著地改善了煤层瓦斯卸压抽采效果,且距离水力冲孔的孔洞越近,增透与卸压效果越好,瓦斯抽采体积分数和流量越大,考察孔对比结果确定了松河煤矿水力冲孔卸压抽采70 d的有效影响半径为4～5 m;3)将现场数据代入近距离突出煤层群瓦斯抽采有效影响半径理论公式中,得到的结果与数值模拟结果近似表明该理论公式的可行性.研究结果对近距离低渗透煤层群的瓦斯治理及效果评价具有良好的指导意义.     

隐伏逆断层带的瓦斯涌出规律及控制因素研究

针对林华煤矿20916工作面隐伏逆断层揭露实例,基于隐伏断层带断裂力学性质、断层两盘岩性和断层规模,分析了该工作面推进期间瓦斯涌出量随掘进和回采长度的变化规律,对隐伏断层带构造应力场进行数值模拟研究,揭示了瓦斯涌出异常的控制因素。结果表明:1)林华煤矿20916工作面隐伏断层为不渗透压扭性逆断层,断层内构造煤发育良好,断层两盘岩层致密,不利于瓦斯逸散运移;2)不渗透压扭性逆断层应力场有利于瓦斯赋存,应力集中区存在瓦斯富集现象,且应力集中范围与瓦斯积存范围表现一致,煤层区域性瓦斯赋存明显受断层控制;3)工作面局部瓦斯异常涌出由煤层末端构造控制,在沿巷道、回采推进正前方距离断层20 m左右范围内的控制影响明显,瓦斯涌出量峰值出现的位置正是在断层两盘的拖曳褶曲段。     

加强顶板管理 有效遏制顶板事故

顶板管理是煤矿生产活动和安全管理中的一项基础工作,部分区域乡镇煤矿顶板事故频发,影响了煤矿的正常运转和矿工的生命财产安全。以近年来黔南州煤矿生产安全事故特点,分析区内煤矿顶板管理工作现状,提出如何加强顶板管理,有效遏制顶板事故发生的有效措施,以促进区内乡镇煤矿顶板管理工作取得实效进展。     

强动压“三软”煤层巷道“卸-转-固”围岩控制技术

针对强动压影响下“三软”煤层巷道围岩控制难的问题,以仲恒煤矿“三软”煤层115-101回风巷为工程背景,通过现场调查、围岩松动和地应力测试,采用UDEC数值软件根据实际建立数值模型,研究了巷道变形破坏原因,并基于应力控制原理,提出受强动压影响的“三软”煤层巷道“卸-转-固”围岩综合控制理论。研究结果表明:115-101回风巷围岩松动圈范围0~5 m,应力峰值在深入围岩5~6 m处,采用“卸-转-固”围岩控制技术,在原有的29U型钢支护条件下,降低支护排距,根据煤层倾角及厚度设计并施工爆破卸压孔,在孔底连线安装炸药,利用自制的封孔设备将加固材料通过高压风压入钻孔进行封孔,实施爆破。爆破后,围岩应力重新分布,重新形成破碎区、塑性区和弹性区,并使应力集中的弹性区转移到围岩更深处,降低巷帮及底板浅部围岩应力集中,在巷道周围表层一定范围内形成低应力卸压圈,而在围岩深部形成了应力集中的自承载圈,集中应力主要由该自承载圈的岩体承担。该自承载圈的岩体处于围岩深部,基本处于三向应力状态,降低集中应力对巷道的破坏作用,稳定性得到很大提高。巷道围岩顶底板移近速率降低了79.43%,两帮移近速率下降了54.17%,巷道围岩变形量明显减少,有效控制了强动压影响下“三软”煤层巷道围岩变形。     

石门揭煤多方位立体式预抽瓦斯区域防突技术研究

为了解决西南地区煤矿特殊复杂地质条件下石门揭煤瓦斯抽采布孔空间小、钻孔深度较长、难以保证打钻到位及封孔困难的问题,提出了石门揭煤多方位立体式预抽瓦斯消突方法,通过立体式、全覆盖钻孔布置方式,同时采用钻孔全程下套管,"两堵一注"水泥带压封孔瓦斯抽采技术,防止揭煤区域出现瓦斯抽采空白带,有效降低揭煤区域前方煤层瓦斯含量和瓦斯压力。工程试验结果表明:通过采用多方位立体式预抽瓦斯消突方法,揭煤区域煤体连续45 d抽采,累计抽采瓦斯量329 776.46 m3,瓦斯预抽率达70%,残余瓦斯含量和残余瓦斯压力分别降低为5.800 8 m3/t和0.25MPa;与抽采之前对比,分别下降了69%和79%,有效地治理了煤与瓦斯突出灾害,保障了石门揭煤安全。     

预紧力锚杆协同锚固作用试验研究

为了研究预紧力锚杆锚固时所产生的协同作用,在实验室条件下制作了一组模型试件。在不同预紧力作用下,测试分析单根、两根和多根锚杆在锚固体内不同测点所产生的应力值及应力场分布特征,证明了协同作用在锚固体中的客观存在,并提出协同增量的概念和计算公式,以此建立协同作用的评价方法。研究表明,随着锚杆预紧力增大,在锚固体内不同位置所产生的应力值随之变大;单根锚杆作用时锚固体内不会产生协同作用,应力场分布呈现线性衰减;而2根、多根锚杆共同作用时,在锚固体某一范围内产生协同作用,其协同增量大于零,应力场分布呈现出非线性衰减。协同锚固作用能够有效改善锚固体的应力状态,显著提高其强度、刚度、承载能力和抗变形能力。     

贵州煤与瓦斯突出鉴定与区域预测存在的问题及对策探讨

对贵州煤与瓦斯突出鉴定与区域预测工作现状进行了调研,针对突出鉴定范围划分存在分岐的问题,从对检测检验机构的工作规范,矿井鉴定工程量的准备和长远的开采规划进行探讨,并提出制定贵州省煤与瓦斯突出鉴定实施细则(或指南)的必要性;在区域预测实施主体不明确的条件下,提出矿井自己组织实施区域预测的所须条件,分析了区域预测的最小合理范围;对倾向上超出原鉴定标高50 m内的区域和超出原鉴定范围走向范围以外或超原鉴定标高50 m外的区域是开展区域预测还是突出鉴定作出了界定;明确矿井测试瓦斯参数的煤层以及相关瓦斯参数的必要性;对于监管部门严于指标临界值管理的问题,建议回归到规程规范的要求来执行更为合理。