超高压水力割缝技术在低渗透特厚煤层中的应用

为增大煤层透气性系数，提高煤层瓦斯抽采效果，通过超高压水力割缝技术，增大煤体暴露面积，给煤层内部卸压、瓦斯释放和流动创造了良好的条件，缝槽上下的煤体在一定范围内得到较充分的卸压，增大了煤层的透气性。结果表明:水力割缝钻孔组瓦斯抽采浓度、纯流量、百米瓦斯抽采纯流量及瓦斯抽采率是对比钻孔的2~4倍，远远大于对比钻孔组，割缝钻孔瓦斯抽采效果显著。研究为其他类似矿井提供借鉴。     

井下作业面巷道切顶卸压施工设计探究

以井下作业面巷道切顶卸压施工设计为对象开展探究,结合具体工程实际,从切顶卸压爆破施工设计和爆破施工分析两个角度,对切顶卸压技术的全面应用进行总结分析,希望能够为其他矿井相似工程的开展提供借鉴与参考。     

高压水射流环切割缝自卸压机制与应用

为解决深部矿井低透气性煤层瓦斯抽采难题，针对穿层钻孔提出了高压水射流环切割缝煤层自卸压增透技术。通过瓦斯流动理论分析普通钻孔及环割钻孔瓦斯流动模式，分别建立了普通钻孔及环割钻孔瓦斯流动微分方程，获得了高压水射流环切割缝自卸压技术改善煤层瓦斯流动机制;采用FLAC3D软件建模分析高压水射流割缝后钻孔周边煤体应力演化规律，基于煤体卸压程度及塑性区分布特征，确定了穿层钻孔合理化割缝参数;通过底板穿层钻孔高压水射流环切割缝技术现场考察，环切割缝后煤层变形量达到0.136%，煤层透气性系数较原始状态提高了42倍，瓦斯抽采纯量相较普通钻孔提高3.44~5.32倍，同等条件下煤层抽采半径提高了1倍以上。理论研究与现场试验均表明，采用高压水射流切割在煤层内部形成环形缝槽，能有效改善钻孔煤体应力状态，增加煤层渗透性，提高瓦斯抽采效率。     

煤层顶板硬岩大直径定向钻孔施工关键技术

根据顶板高位定向钻孔快速钻进成孔与工作面卸压瓦斯高效抽采治理需要，针对现有螺杆马达定向钻进技术与分级扩孔方法存在的问题，开展了顶板硬岩定向钻进与大直径扩孔钻进关键技术研究，开发了冲击回转定向钻进技术、扭冲回转定向钻进技术、扭冲旋转扩孔技术以及双级双速扩孔技术等钻孔提速新技术，研制了冲击螺杆马达、矿用小直径扭力冲击器、双级双速螺杆马达、组合式扩孔钻头等配套钻具。综合试验结果表明，硬岩定向钻孔平均机械钻进效率达到8.34 m/h，最高达到13.6 m/h，较常规螺杆马达定向钻进技术提升20%~30%；硬岩大直径扩孔终孔直径达到200 mm，机械钻进效率平均达到5.6 m/h以上，最高达到10.5 m/h。该技术提升了顶板硬岩定向钻进效率与大直径扩孔钻进效率，缩短了顶板高位定向钻孔的综合施工周期，为大直径高位定向长钻孔快速成孔与高效抽采治理回采工作面卸压瓦斯提供了可靠的技术手段。     

切顶卸压巷旁U型钢棚支护沿空留巷技术研究

为了减少煤与瓦斯突出矿井煤巷掘进工程量，保证矿井正常接续，针对云盖山煤矿一矿“两软一硬”不稳定煤层地质条件和矿井单一综放工作面组织生产，以矿井22202综采工作面切顶卸压巷旁U型钢棚支护沿空留巷为研究对象，提出了中厚煤层巷内基本支护采用锚索网+钢带、巷旁支护采用36U型钢棚支护的沿空留巷围岩控制技术。实践监测结果表明:沿空留巷顶板最大离层量115 mm，中线至巷道上帮（老空侧）、下帮最大移近量分别为24，207 mm，留巷效果显著。此沿空留巷技术避免了对采面正常生产的影响，对建设“一矿一面”安全高效矿井具有重要意义。     

煤层瓦斯钻孔卸压抽采试验对比分析研究

在矿井煤层开采体系中为了能够有效地消除煤层瓦斯突出问题,通过对不同瓦斯赋存条件下的煤层进行测定,基于钻孔抽采的方式,通过对淮南部分矿区中的3个工作面中的煤层瓦斯赋存、层间距、煤层倾斜角度、瓦斯压力等进行测定,然后针对所采用的抽采方式所得瓦斯卸压之后的涌出量,对这3个工作面中的煤层抽采方式进行对比分析,并探究出适合于不同煤层条件的瓦斯卸压钻孔条件。     

倾斜煤层卸压瓦斯导流抽采技术研究与工程实践

为了研究倾斜煤层条件下,采动覆岩裂隙分布规律与卸压瓦斯抽采技术,采用理论分析和数值模拟的方法,对采场覆岩应力、位移以及裂隙分布情况进行了分析,并依据研究结果,对试验工作面高位导流钻孔布置参数进行了优化设计。结果表明:工作面上端头顶板卸压区域范围大于下端头区域,关键层的卸压段靠近工作面上部,覆岩垮落破断后,工作面上部垮落岩体位移明显大于下部;裂隙网络中,下部冒落岩体裂隙处于相对闭合状态,沿工作面向上,裂隙开度逐渐增大;卸压瓦斯运移通道在倾斜方向上具有不对称性;沿工作面回风巷侧冒落带轮廓线布置高位导流钻孔,并配合相邻钻场之间的有效搭接抽采可使抽采效果保持稳定;单一钻孔全生命周期可分为远距离、有效和近距离抽采3个阶段,随着钻孔层位的增加,抽采效果逐渐变优,远距离抽采阶段长度减小,有效抽采阶段长度增加。实践结果表明,瓦斯抽采效果良好,验证了依据此方法布置高位导流钻孔的合理性。