高地应力下瓦斯突出与冲击地压综合防治探讨

随着开采深度的增加,高地应力显现,煤与瓦斯突出和冲击地压等灾害频繁发生。针对高地应力突出与冲击地压共存的情况下,如何采取有效防治措施成为迫切问题。为了减少高地应力下动力灾害的发生,平煤十一矿己16-17-22161工作面采取了本煤层抽放、煤层注水、深孔爆破等防治措施,取得良好效果,有效降低了煤与瓦斯突出及冲击地压发生的危险性。     

工作面采动煤体卸压增透效应研究与应用

为研究采煤工作面前方煤体卸压增透效应,提高煤体卸压瓦斯抽采量,分析了采煤工作面前方采动煤体变形破坏与渗透率变化过程的相关性,在工作面前方卸压区,煤体发生滑移破坏,有明显的扩容及卸压增透效应。现场实测了工作面前方煤体应力及钻孔瓦斯流量随工作面推进过程的变化规律,确定了支承压力区、卸压区分布范围。在卸压区内,因煤体渗透率增大,钻孔瓦斯平均流量提高2~3倍。基于工作面前方煤体卸压增透效应,根据不同钻孔失效距离及卸压区宽度,给出了不同偏角(钻孔与垂直煤壁方向夹角)下的预抽钻孔卸压瓦斯抽采量计算式。分析结果表明:钻孔偏角越大,卸压瓦斯抽采量越大。结合某矿N2105工作面现场条件进行计算,得出钻孔偏角最大可为21.4°,相比原垂直煤壁钻孔,单孔卸压瓦斯抽采量可增加978.5 m3,预期可有效提高本煤层瓦斯抽采率。     

煤层预抽瓦斯钻孔有效抽采半径及合理抽采时间研究

对常村煤矿煤层预抽有效抽采半径进行了试验研究,应用压降法确定了有效抽采半径及抽采影响半径,为煤层预抽钻孔布置提供了依据。通过在常村煤矿2101工作面现场测试,对合理抽采时间进行了现场考察,分别计算了瓦斯抽采量、风排瓦斯量、瓦斯储量,得到不同钻孔间距下的合理抽采时间,并通过残存瓦斯含量测试验证了其正确性。     

综放工作面瓦斯来源及分布规律研究

基于瓦斯运移基础理论,采用单元法把工作面沿倾向分为若干单元,现场实测了N2105采煤工作面每个单元的瓦斯浓度、风量、断面面积等参数。通过对N2105采煤工作面实测数据分析,确定了采空区、煤壁及落煤瓦斯涌出量在整个单元体所占比例。从工作面每个单元瓦斯浓度实测结果发现,沿走向从煤壁至采空区,瓦斯呈现"马鞍"形分布;而沿采煤工作面倾向上,瓦斯浓度呈增大趋势。     

高瓦斯煤层冲击地压防治技术探讨

冲击地压发生的实践表明,在高瓦斯煤层中,高瓦斯压力极有可能促进了冲击地压发生。因此在高瓦斯煤层中,防治冲击地压必须考虑瓦斯对冲击地压的作用。在防治冲击地压的防治过程同时,要有针对性的进行瓦斯的防治。为了减少高地应力下动力灾害的发生,某矿采取了水力压裂、煤层注水、松动爆破等防治措施,取得良好效果,有效降低了煤与瓦斯突出及冲击地压发生的危险性。文章针对高瓦斯煤层冲击地压防治技术进行了探讨,并在某矿取得了良好效果。     

水力压裂增透防突措施应用

水力压裂措施可以有效提高煤层透气性,增加低透气性煤层钻孔瓦斯抽放量.同时该措施能改变煤的物理力学性质,增加煤体塑性,在起到防突作用的同时也能有效防治冲击地压.在平煤十矿24080机巷进行了2次水力压裂试验,并分别对水力压裂前、后瓦斯抽放量随时间的变化进行分析.煤体经过水力压裂后,支撑应力峰值降低,峰值点位置向煤体深部转移,提高了煤层的透气性,提高了瓦斯抽放浓度,增大瓦斯抽放量,降低了煤与瓦斯突出危险性.     

东周窑煤矿煤层瓦斯赋存特征及突出危险性评估

根据东周窑煤矿煤层地质相关资料,分析了该矿煤层瓦斯赋存特征:煤层瓦斯含量小,瓦斯组分以氮气为主,甲烷浓度较低,井田内山4号、5号、8-1号、8-2号煤层都处于瓦斯风化带。采用煤层突出危险性评估方法,结合相关基础资料,对煤层突出危险性进行评估认为,东周窑煤矿山4号、5号、8-1号、8-2号煤层均无煤与瓦斯突出危险性。     

燕子山矿煤炭自燃特性参数测试及综合防治技术研究

燕子山矿目前的主采煤层为易自燃煤层,巷道顶煤和采空区遗煤自然发火危险性大,严重影响矿井安全生产。为了有效防治煤炭自燃,首先对煤炭自燃特性参数进行实验室测定,掌握煤炭自燃的基本规律,在此基础上结合矿井实际条件提出了综合防灭火技术,实施效果良好,降低了巷道顶煤和采空区遗煤自然发火的危险性。     

低透气性煤层松动爆破增透效应研究

松动爆破是防治瓦斯突出的有效措施。针对煤层透气性差,突出危险预测指标高的问题,采用松动爆破技术对煤层进行卸压增透。结合某矿工作面煤体和爆破参数,理论计算了爆破后裂隙圈范围,主要包括应力波作用和静压破坏作用两部分,分别为0.41 m和1.47 m;通过布置钻孔并观测瓦斯流量变化,裂隙圈范围与理论计算较为接近,略小于应力波和静压破坏两部分理论计算之和;在理论计算和现场观测的基础上,确定合理的钻孔间距为3 m。采煤工作面经卸压爆破后,突出预测指标S(钻屑量)和q(瓦斯涌出初速度)分别下降了16.7%和57.1%,有效降低了工作面突出危险性。     

水力压裂消突技术的研究与应用

 为防止煤巷掘进过程中突出事故的发生,实现安全高效掘进,对水力压裂消突技术进行了研究。基于水力压裂消突技术原理的重要性,提出了在平煤十三矿己15-17-11111回风下山掘进工作面实施水力压裂技术。研究对比了措施前后瓦斯相关参数、煤岩体相关参数、掘进速度等参数的变化,结果表明水力压裂消突技术不仅在低透气性突出煤层能起到明显的增透、消突、降尘作用,而且提高了掘进速度,最终实现了煤与瓦斯安全高效共采。