唐口煤矿紧急避险系统的建设

针对唐口煤矿的生产技术条件,从提升矿井安全保障能力出发,设计了唐口煤矿紧急避险系统;紧急避险系统由永久避难硐室、临时避难硐室和可移动式救生舱组成;井下紧急避险设施的设计和建设要充分考虑采掘接续计划、围岩和地压情况及安全生产实际,要与供氧系统子系统、环境监测监控系统等有效结合;井下紧急避险系统的应用,可增强井下职工的安全感,有效保障煤矿企业的安全运营。     

二氧化碳-氮气协同防控采空区燃爆技术

煤矿瓦斯与自燃危害同时存在,很容易发生采空区遗煤自燃引爆瓦斯事故。基于CO_2和N_2的理化性质,主要考虑其密度差异及吸附解吸特性,提出了高位压注CO_2和低位压注N_2从而形成采空区遗煤包裹层的技术,该技术要点为:高位钻孔抽放瓦斯后改为注气钻孔,将二氧化碳通过钻孔压注自流到采空区并吸附在遗煤内;在进风隅角埋管向采空区低位注送氮气,为了提高氮气的扩散效果,在回风隅角埋管抽放瓦斯。技术在唐口煤矿6307工作面应用后,解决了煤矿瓦斯与火灾治理顾此失彼的问题。     

唐口煤矿深部复杂开采工作面瓦斯分源涌出规律研究

研究工作面瓦斯涌出规律对工作面瓦斯治理有重要意义。为了得到唐口煤矿深部3号煤层复杂开采条件下工作面回采时期瓦斯涌出时空演化规律,选取6304工作面作为对象,采用实测方法研究6304工作面瓦斯涌出规律。结果表明:6304工作面瓦斯涌出量为6.534 m³/min,其中煤壁占34.27%,落煤占29.62%,采空区占36.11%;沿工作面倾向由低到高,瓦斯浓度整体为上升趋势,其中1—76号架工作面瓦斯浓度小于0.20%,76—102号架瓦斯浓度上升明显,最大为0.387%;上隅角的后部采空区是工作面的瓦斯主要涌出源,上隅角1号测点瓦斯浓度0.78%,上隅角周边3号、5号、7号、8号、9号测点瓦斯浓度平均为0.643%;周期来压时,上隅角瓦斯相对平时较高。研究为针对性的瓦斯分源监控与灾害防治提供基础。     

唐口煤矿高位定向钻孔工艺的优化及应用

基于采空区顶板竖"三带"理论和"O"形圈理论,并结合矿井实际情况,确定了唐口煤矿高位定向钻孔轨迹设计参数。针对开孔煤层段和泥岩段的钻进情况,对高位定向钻孔工艺进行优化设计,提出将套管下入顶板以及采用螺旋定向钻杆用于泥岩段的方案。通过对高位定向钻孔工艺进行优化设计,可保证高位定向钻孔在泥岩段顺利爬升至设计高度,提高了瓦斯抽采效果。后期瓦斯抽采数据表明,高位钻孔轨迹参数选择合理,经过优化的高位定向钻孔工艺充分发挥了高位定向钻孔钻孔成本低、瓦斯抽采效果理想的优势。并针对现有的施工情况,提出终孔直径对抽采效果影响的研究思路。     

高位定向长钻孔瓦斯抽采技术应用

采用ZYWL-6000DS定向钻机在山东唐口矿施工顶板高位定向长距离钻孔,最大孔深达到了555m。根据“O形圈”理论,通过对比分析不同布孔高度定向长距离钻孔的瓦斯抽采数据及效果,得出布置定向钻孔的最佳高度。对比分析了高位定向长钻孔和顶板穿层普通钻孔的瓦斯抽采效果,证明定向长距离钻孔的抽采效率更高、经济效益更好。随着工作面回采推进,高位定向长钻孔对降低采空区和上隅角瓦斯发挥了一定的作用。定向钻进技术具有在唐口矿区进一步推广应用的价值,可以提高瓦斯治理和探放水效率,促进煤矿安全生产。     

高位钻孔抽瓦斯与压注CO2防灭火一孔两用技术

采空区瓦斯与遗煤自然发火耦合极易诱发瓦斯爆炸。结合唐口煤矿现场条件,分析了煤层瓦斯涌出规律及采空区自然发火特性,采用高位钻孔抽采瓦斯及压注液态CO₂防治采空区煤自然发火一孔两用技术。结果表明:高位钻孔抽采瓦斯能使回风隅角和回风流的瓦斯浓度分别降低到0.05%~0.10%和0.10%~0.15%;监测束管CO平均浓度由原来的4.2×10^-6降低到1.8×10^-6,O₂浓度由原来的18.5%降低到11.5%,压注液态CO₂能有效杜绝采空区煤炭自燃;回风隅角未再出现瓦斯超限现象,上隅角对应采空区氧气浓度不高于5%,应用效果良好。