张集煤矿1122(1)综采工作面瓦斯综合治理技术

针对张集煤矿1122(1)工作面煤层瓦斯地质条件,提出了综合利用风排、高抽巷、底抽巷和运顺顺层孔综合措施治理工作面瓦斯的方法,效果显著,保证了工作面安全高效生产,取得了较好的经济效益。     

深井高瓦斯工作面“一巷多用”瓦斯治理新模式

埋深超过900 m的深井高瓦斯工作面瓦斯治理一直是世界性难题。针对千米深井1112(1)工作面(最大瓦斯涌出量为124.87 m3/min)的实际条件,通过相似材料模拟实验,确定了位于开采煤层顶板上方10倍采高、水平方向内错沿空留巷侧约20 m开始存在宽度为30 m的扇形环状瓦斯富集区,该高度采动影响范围沿倾向外错轨道巷最大不超过30 m。基于此,在上距顶板20 m,外错轨道巷35 m处布置一条多用巷,提出“一面三巷、一巷多用、联合治理、连续开采”瓦斯治理新模式。工程实践表明,多用巷内大直径穿层钻孔单孔抽采瓦斯纯量最大达9.84 m3/min,瓦斯浓度最高为98.5%,工作面瓦斯抽采率最高为92.4%,回风流瓦斯浓度平均0.4%,日产原煤量最高为10 324.6 t,抽采瓦斯总量为2 457.2万m3,实现了深井煤与瓦斯的安全高效共采。     

穿层钻孔煤层段变孔径掏穴卸压增透强化抽采瓦斯技术

为提高预抽煤层瓦斯消突效果,文章提出了一种变孔径的钻孔卸压增透技术,并在下山揭煤钻孔中进行了试验研究。通过对已施工好的下向穿层钻孔实施掏穴扩孔后,实际钻进出煤量相应增加,钻孔的卸压影响范围增大,钻孔周围的煤体变形和透气性增大,抽采瓦斯效果显著提高,值得在低透气性高瓦斯突出煤层消突实践中推广应用。     

松软煤层快速全孔筛管护孔高效瓦斯抽采技术

针对松软煤层钻孔抽采瓦斯浓度低、抽采量小且易坍塌堵塞的现状,提出了松软煤层快速全孔筛管护孔高效抽采瓦斯技术,并介绍了相关的关键装备。淮南矿区典型矿井现场应用表明:通过使用该技术,75%的钻孔可在1 h以内完成,所有钻孔在2 h内完成,85%的钻孔筛管可安设至孔深的81%以上;单孔抽采瓦斯体积分数由30%增至60%,抽采瓦斯纯量由0.03 m3/min增至0.06 m3/min;评价单元抽采瓦斯体积分数提高约120%,瓦斯抽采纯流量由2.0 m3/min增至4.2 m3/min。该技术的使用避免了因钻孔坍塌导致的钻孔失效,大幅提高了钻孔预抽瓦斯的可靠性,保证了工作面瓦斯预抽的效果。     

潘三矿11-2煤瓦斯突出预测敏感指标及临界值初步确定

通过对各突出预测指标物理意义和潘三矿11-2煤层瓦斯突出主导因素的分析,有重点地选择了突出预测指标,并对其在潘三矿11-2煤层6个煤巷掘进工作面进行了跟踪考察。然后对指标的考察结果进行"三率"分析,确定钻屑量指标S和钻孔瓦斯涌出初速度q为潘三矿11-2煤层的突出预测敏感指标。通过对钻屑量指标S和钻孔瓦斯涌出初速度指标q取不同假想临界值时进行"三率"分析,初步确定钻屑量指标S的临界值为6 kg/m,钻孔瓦斯涌出初速度q的临界值为4.2 L/m in。     

深部煤层采动区卸压煤层气地面钻井抽采特性

提出并利用地面钻井孔隙流体压力试验方法对煤层群采动区裂隙发育规律进行研究,并利用地面钻井抽采煤层气试验对此方法进行了验证。研究结果表明,在高度方向上,回采煤层顶板7~43 m范围处于导水裂隙带范围内;底板18 m左右,处于底板裂隙带内;在工作面推进方向上,裂隙在工作面后方120 m处充分发育,120 m以后裂隙逐渐被压实;地面钻井煤层气抽采纯量先后经历了抽采量下降区、上升区、相对稳定区以及衰减区4个过程,在工作面后方120~130m左右位置处抽采量达到最大值,与裂隙发育规律试验完全吻合。     

深部矿井煤与瓦斯突出预测敏感指标临界值研究

淮南矿区深部矿井不同瓦斯地质单元在掘进过程中出现明显动力现象预兆,为了有效预测及防治深部矿井复杂地质条件下煤巷掘进过程中煤与瓦斯突出事故,采用了实验室分析和现场试验相结合的多种研究手段,获得了试验区不同地质条件下的敏感指标临界值,正常地质条件:S0=7ks/m,K10=0.7 mL/(g·min1/2);异常地质条件:S0=6 kg/m,K10=0.5 mL/(g·min1/2).结果表明,确定的指标及其临界值合理有效,使得试验区月掘进速度由62 m提高到124 m,指导试验区安全掘进3 000 m.     

瓦斯浓度异常预警系统及应用

随着矿井开拓延深,瓦斯变化呈多样性.当井下瓦斯浓度变化异常且低于监控报警值时不易引起注意,而这种忽大忽小的变化很有可能是大的隐患前兆.该系统实时采集到井下瓦斯值,对瓦斯浓度的变化进行比较分析,当出现异常情况时发出报警,提醒相关人员注意.对瓦斯浓度异常,起到了早预防、早知道、早控制的作用.     

液动潜孔锤钻进技术在潘一煤矿井下穿层钻孔中的应用

以穿层钻孔方式进行松软煤层瓦斯预抽采极大地克服了松软煤层瓦斯治理难的问题,然而部分矿区煤层顶(底)板岩石坚硬,影响了钻孔施工效率。结合地质岩心钻探的优势,将液动潜孔锤与高强PDC钻头结合应用于煤矿井下穿层瓦斯抽采孔施工中。淮南潘一煤矿现场试验表明,该工艺方法较传统回转钻进方法,钻进效率提高了83%,钻头进尺寿命提高近5倍,具有良好的经济性能。采用清水为冲洗介质,无粉尘污染,噪声污染小,较为适合空间狭小的煤矿井下巷道施工。     

大孔径顺层长钻孔消突技术在潘一矿的应用

介绍了大孔径顺层长钻孔消突技术的原理,以潘一矿2371（1）工作面为试验地点,通过测定瓦斯含量、瓦斯预抽率、预测指标和掘进速度等指标,考察了大孔径顺层长钻孔消突技术的预抽放效果和消突效果。应用结果表明：实施大孔径顺层长钻孔消突技术后日常预测和效果检验指标均无超标,瓦斯预抽率在30%以上,残存瓦斯含量4.35～5.05 m3/t,验证无超标,月进尺在94～120 m,实现了突出煤层安全快速掘进与高效回采。