开采下保护层时瓦斯抽采方案的优化

根据海孜煤矿现有的矿井自然条件和开采技术，将10煤作为下保护层开采。在Ⅱ1024工作面开采过程中，分别考察了几种瓦斯抽采措施对回采工作面瓦斯涌出的影响，对比分析了其对Ⅱ1024面瓦斯涌出量及钻孔瓦斯抽采量的变化．确定取消高位巷加拦截孔及用水平长孔抽采的方案。下保护层开采较好地解决了保护层安全开采和被保护层解突的难题，达到了安全开采．减少了投入．取得了较好的经济效益和社会效益。     

芦岭矿Ⅱ84回风上山分区分阶段综合控制技术研究

以芦岭煤矿Ⅱ84采区回风上山为工程背景,分析了该巷道的维护特点,根据围岩赋存特征,将该上山进行了围岩稳定性的区域划分,共分为三个区域:中等稳定段、稳定性较差段、围岩完好段,对不同区域分别采取不同的分阶段综合控制技术治理方案,现场工业性试验获得成功,并取得了良好的社会和经济效益.     

杨柳矿火成岩区域巷道合理支护技术研究

由于火成岩区域岩石硬度非常高，给杨柳矿北翼开拓巷道打眼、爆破和锚杆施工带来很大难度，整体掘进速度非常慢，严重制约矿井建设。本文在实验室火成岩力学性质测试基础上，利用数值计算分析了火成岩区域巷道的变形特点，结合新奥法的理论指导，提出了针对杨柳矿火成岩区域巷道的合理支护技术，加快了巷道掘进速度，有效控制了巷道变形，取得了很大的经济效益和社会效益，且对矿区同类条件的支护具有很大的指导作用。     

回采工作面木垛的作用

对放顶期间使用木垛的承载特性及其作用做了分析,为改用金属框垛式放顶支架提供了理论依据。     

地面钻井抽采卸压瓦斯的试验研究

为缩短瓦斯抽采工程工期、降低瓦斯治理成本,高效抽采上被保护层的卸压瓦斯,在淮北芦岭煤矿开展了地面钻井抽采卸压瓦斯的工程应用试验研究。论述了地面钻井抽采卸压瓦斯的技术原理及抽采卸压瓦斯的地面钻井基本结构。根据试验结果,地面钻井共抽采10个月,累计抽采瓦斯量2.484Mm3。瓦斯抽采分为增长期、产气高峰期和衰减期3个阶段,其中,产气高峰期历时4个月,瓦斯抽采浓度为60%～90%,平均抽采量达10.6m3/min。配合其他抽采措施,对应中组煤的瓦斯抽采率达70.6%,残余瓦斯含量降为5.2m3/t,残余瓦斯压力降为0.53MPa,消除了中组煤的突出危险性。最后对地面钻井卸压瓦斯抽采效果的影响因素进行了分析。     

压缩空气干燥工艺的选择

分别对吸附、冷冻和组合干燥3种不同压缩空气的干燥工艺进行了介绍，并分析了3种干燥方法的适用工况，得出不同的干燥方法适用的不同工艺条件。     

碎软低渗煤层顶板水平井分段压裂煤层气高效抽采模式

碎软低渗煤层的煤层气高效抽采一直是制约我国煤层气产业化发展和煤矿瓦斯灾害防治的技术瓶颈。以安徽淮北矿区芦岭煤矿8号碎软低渗煤层为研究对象,通过开展现场调研、分析测试、理论分析、水力压裂物理模拟和数值模拟等工作,提出了碎软低渗煤层的煤层气顶板岩层水平井分段压裂高效抽采模式,揭示了该模式下水力压裂裂缝的扩展延伸规律及控制机理,构建了该模式实施的主要工艺流程。研究结果表明:顶板岩层相对脆性、裂缝扩展压力较高,碎软煤层相对塑性、裂缝扩展压力低。在顶板岩层水平井进行套管射孔和水力压裂,顶板岩层中产生的压裂裂缝,在垂向上向下扩展伸延并穿入碎软煤层;同时在水平方向上也快速扩展延伸,由此产生的牵引作用撕裂下部碎软煤层形成较长的压裂裂缝。数值模拟结果显示,在给定的压裂施工参数条件下,顶板岩层中压裂在碎软煤层中形成的压裂裂缝长度,是直接在碎软煤层中压裂形成的压裂裂缝长度的6.7倍。碎软煤层和顶板岩层中形成的这些压裂裂缝在后续加砂压裂过程中被充填,成为煤层气从下部煤层向顶板岩层水平井运移的导流通道。显然,采用这种抽采模式,碎软低渗煤层可以获得良好的压裂改造效果。研究成果应用于淮北矿区芦岭煤矿煤层气顶板岩层水平井抽采示范工程,取得了很好的产气效果,水平井单井曾连续3,6,12个月平均日产气量分别为10 358,9 039,7 921 m3,截至2017-11-16,已累计产气500万m3,日产气量仍在3 200 m3以上,创造了我国碎软低渗煤层的煤层气水平井气产量的新记录。     

厚硬火成岩下突出煤层动力灾害致因研究

针对海孜煤矿主采煤层顶板上部厚层坚硬火成岩造成的突水、瓦斯突出、冲击地压和地表沉陷等煤岩动力灾害,采用煤样SEM（扫描电镜）分析、组分和反射率测定等方法,研究了厚硬火成岩下突出煤层物性参数特征,采用板应力拱平衡理论研究了采动离层裂隙发育规律,采用梁结构破断弹性理论研究了厚硬火成岩对冲击地压和突水的影响,以揭示厚硬火成岩下突出煤层动力灾害的致因。研究结果表明,巨厚火成岩的热演化和圈闭作用,导致下伏各煤层孔隙发育,吸附瓦斯能力增强,各煤层突出危险性增加;厚硬火成岩为矿井主关键层,受采动影响能长期保持不断裂,其下伏煤岩层的裂隙与离层能长期不闭合,能为卸压瓦斯抽采创造条件;但随着煤层的持续和大面积开采,厚硬火成岩突然破断滑落,破断过程中释放出大量能量并向周围传播,容易引起冲击地压、矿井水灾、瓦斯突出及地表沉陷等复合型动力灾害。