深部应力主导型突出精准防控技术实践

以千米深井朱集西矿11-2煤层11501工作面为工程背景,进行了应力主导型突出精准防控技术应用研究,测试了煤层及其顶板厚硬岩层瓦斯力学参数,评价了煤层突出危险性及煤岩层冲击倾向性,分析了11501工作面回采动力灾害属性,研究了动力危险区划分方法并进行了区域预测,制定了针对高应力危险的大直径钻孔、顶板深孔预裂爆破、煤层注水区域卸压措施及顺层钻孔预抽区域防突措施,配套了工作面回采邻近层瓦斯涌出治理技术,考察了动力危险防控及瓦斯治理效果。结果表明:回采期间局部预测最大钻屑量为3.9 kg/m、最大残余瓦斯含量为5.14 m^3/t、回风流瓦斯浓度维持在0.45%以下,未出现预测指标超标及瓦斯超限事故,实现了应力主导型突出动力灾害分区、分级的精准防控。     

深井远距离上保护层开采卸压效果研究

基于保护层开采条件下煤层膨胀变形特征,运用FLAC3D5.0对朱集西矿远距离上保护层开采采条件下,被保护层的应力变化及膨胀变形量进行了分析;同时对被保护层瓦斯抽采流量进行了现场考察。结果表明,保护层开采过后被保护层最大膨胀率达2.2‰,保护层工作面推进40~80 m范围内,被保护层单孔瓦斯抽采流量由0.05 m~3/min增加至0.35 m~3/min,煤层透气性显著增加,对被保护层煤层有一定卸压影响,在卸压影响区内结合钻孔卸压瓦斯能够减低或消除被保护层的突出危险性。     

瓦斯含量法突出危险性预测试验研究与应用

以朱集西矿11-2煤层首采工作面为工程背景，分析了其瓦斯赋存的影响因素及赋存特征|通过对瓦斯含量组分及煤层解吸特征实验室测试结果分析，论证了采用瓦斯含量为指标进行区域突出危险性预测的合理性，并研究确定了7.23m/t为指标临界值。采用瓦斯含量法将工作面划分出4个突出危险区，仅对突出危险区采取了顺层长钻孔预抽的区域防突措施及防突措施效果检验。经现场应用，无突出危险区执行区域验证期间未出现钻孔瓦斯动力现象，且回采期间回风流瓦斯浓度维持在0.45%以下，未出现瓦斯超限事故，实现了工作面的安全回采，验证了区域预测结果的准确性，为类似条件下煤层突出危险性预测提供了理论支撑。     

远距离煤层开采保护范围确定及效果分析

以朱集西矿远距离近水平煤层组保护层开采为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场考察等相结合的方式,研究确定了保护层开采后被保护层的卸压保护范围,并对卸压保护效果进行了评价。研究结果表明,近水平保护层开采在走向方向的卸压角为63.7°,倾向方向的卸压角为80.8°;采用地面钻井及井下穿层孔抽采措施后,被保护区域内最大残余瓦斯含量为5.28 m~3/t,瓦斯抽采率为81.4%,卸压保护效果显著,有效消除了被保护层的突出危险性。