特厚煤层综放工作面瓦斯抽采技术研究

为解决蒋家河煤矿采空区瓦斯涌出量大、上隅角瓦斯超限和回风平巷风排瓦斯量大等问题,提出了本煤层预抽、专用瓦斯抽放巷抽采和上隅角埋管抽采瓦斯相结合的方法对该矿ZF202综放工作面进行瓦斯治理,进行了现场实测和瓦斯抽采效果分析。结果表明,本煤层预抽后,瓦斯含量由7.92 m^3/t下降为4.21 m^3/t,瓦斯压力由0.72 MPa下降为0.38 MPa;上隅角瓦斯浓度由0.78%下降至0.4%左右。通过对比,专用瓦斯抽放巷的抽采纯量是高位钻孔的2.5倍,抽采效果好于高位钻孔,使工作面和上隅角瓦斯浓度保持较低水平,有效地解决了特厚煤层综放工作面瓦斯超限问题,为安全生产提供了重要保障。     

缓倾斜煤层综放工作面瓦斯综合治理技术实践

针对屯宝煤矿缓倾斜煤层综放工作面产量高、瓦斯涌出量大的问题,在对I011402综放工作面瓦斯涌出来源分析基础上,根据工作面采掘部署及瓦斯地质条件,提出了以采前煤层瓦斯超前预抽、回采期间边采边抽以及采空区高位钻孔抽采为主,通风稀释瓦斯为辅的综放工作面瓦斯综合治理技术,并进行了现场应用。研究结果表明,工作面瓦斯抽采率达到了60%以上,上隅角最大瓦斯浓度仅为0.42%,回风最大瓦斯浓度为0.36%,有效解决了回采工作面瓦斯治理问题,保证了工作面安全回采。     

新大地煤矿本煤层瓦斯超前卸压抽采试验研究

对新大地煤矿15101综放工作面利用工作面超前支承压力作用提高低透气性煤层瓦斯抽采效果进行了现场实测研究,结果表明:本煤层瓦斯抽采效果受工作面超前支承压力的影响十分明显,根据本煤层瓦斯抽采钻孔所处位置,其抽采效果可以大致分为4个时期:原始抽采期(工作面前方50 m以外)、抽采减弱期(工作面前方50~20 m)、抽采增长期(工作面前方20~7.38 m)及抽采衰减期(工作面前方7.38 m以内)。其中,抽采增长期和抽采衰减期钻孔瓦斯抽采纯量分别为原始抽采期的7.03倍和6.19倍,是本煤层瓦斯卸压抽采的最佳时期,该时期内钻孔抽采量占本煤层瓦斯抽采总量的57.83%。     

特厚煤层综放工作面瓦斯抽采技术

崔家沟煤矿2303综放工作面存在抽采难度大、瓦斯涌出量大的问题,为此进行了特厚煤层综放工作面瓦斯抽采技术实践。分析综放工作面瓦斯赋存情况,首先采用分源预测法对2303工作面进行瓦斯涌出量预测,然后采取本煤层钻场扇形钻孔预抽、上隅角采空区埋管抽采、回风巷钻场高位钻孔抽采及顶板高位大直径定向长钻孔相结合的方法进行了瓦斯抽采。实践结果表明,采用分源预测法不仅预测了瓦斯涌出量,也可以掌握瓦斯的涌出来源;该方法对瓦斯抽采效果较好,抽采率满足要求,从而在一定程度上保证了工作面安全高效生产,可以为本矿其他综放工作面及同类高瓦斯矿井特厚煤层瓦斯抽采技术提供参考依据。     

高抽巷技术在黄岩汇煤矿的应用研究

为有效地防治黄岩汇煤矿15109综放工作面瓦斯超限,提出了高抽巷治理邻近层瓦斯技术。理论分析了高抽巷的设计参数,实测了高抽巷瓦斯抽采浓度及抽采量等参数,分析了工作面推进距离与高抽巷抽采效果之间的动态变化规律。应用结果表明,高抽巷在黄岩汇矿15109综放工作面的瓦斯治理方面取得了显著的效果。     

低透气性高瓦斯煤矿综采工作面瓦斯抽采技术

根据某矿12503综采工作面低透气性高瓦斯的概况,通过理论分析现场实测的方法,优化了12503工作面瓦斯参数,得出12503工作面绝对瓦斯涌出量为21.3 m3/min;确定了12503工作面采用顶板裂隙带钻孔抽采和本煤层预抽抽采技术。通过现场数据对抽采效果进行分析,12503工作面可抽出瓦斯10.31 m3/min,工作面抽采率48.4%,瓦斯抽采效果达标。通过对12503工作面的瓦斯抽采,保证安全高效的生产,并为类似条件下的推广应用提供了经验。     

高瓦斯矿井工作面瓦斯综合抽采技术分析

瓦斯抽采效果是保障高瓦斯工作面安全生产的前提。为了降低高瓦斯工作面前方煤体的瓦斯含量,防止采空区瓦斯涌入工作面造成瓦斯超标,本文分析了采用水力压裂增加煤层透气性,形成相互交织的瓦斯抽放通道,通过本煤层抽放钻孔提前预抽煤层瓦斯,并通过高、中位钻孔和穿透钻孔抽放采空区瓦斯的工作面瓦斯综合抽采技术。采用该技术可有效降低工作面前方煤体、采空区和上隅角的瓦斯含量,保障工作面安全回采。     

屯宝煤矿I011502综放面瓦斯预抽必要性论证分析

针对高瓦斯矿井部分煤层瓦斯含量总体不高,采用整体预抽瓦斯增加了生产成本,但部分区域可能煤层瓦斯含量高,还需要抽采才能进行采掘等活动。以屯宝煤矿M₁₅煤层I011502综放工作面为例,通过现场测试及分析,对高瓦斯矿井低瓦斯含量煤层工作面采前瓦斯抽采必要性进行了论证。结果表明,I011502综放工作面可以不采取预抽措施,有效缓解了矿井接替紧张问题,同时节约了生产成本。     

煤层立体抽采下瓦斯涌出规律及治理研究

通过对该矿综放面风排瓦斯、瓦斯抽采特征研究、工作面瓦斯立体抽采下瓦斯抽排规律的研究,以及对立体抽采下本煤层和邻近层抽采相互影响进行研究。确定了工作面采取本煤层、邻近层抽采和内错尾巷风排瓦斯相结合的瓦斯综合治理措施,经过实测及数据分析之后,可以看出取得了较好的效果。     

邻近层采动影响区瓦斯预抽钻孔优化布置及效果评价

针对高瓦斯矿井近距离煤层受邻近层采动影响下瓦斯抽采钻孔优化调整问题，通过引入保护层开采采动卸压效应与瓦斯越流理论，论证了邻近层采动卸压瓦斯越流效应以及I011501综放工作面受邻近层采动卸压瓦斯排放效果，并提出了预抽钻孔优化布置方案。通过工程实践及效果评价，研究结果表明，在增大钻孔布置间距、降低钻孔施工工程量的情况下，I011501综放工作面采前预抽效果仍满足相关规定要求，6.9 m瓦斯抽放半径能够满足M15煤层综放工作面瓦斯抽采需要。     

厚煤层采动覆岩裂隙分布特征及卸压瓦斯抽采技术

针对崔家沟煤矿2303综放工作面瓦斯涌出量高易造成瓦斯超限的安全难题,应用采动裂隙椭抛带理论,在分析特厚煤层综放开采覆岩破坏特征的基础上,采用物理相似模拟和UDEC数值模拟试验研究了采空区覆岩"三带"演化规律,建立了采动裂隙椭抛带数学模型,确定出了覆岩裂隙瓦斯抽采有利区,提出了低-中-高位钻孔相组合的瓦斯抽采方案,并进行了工程应用。结果表明:2303综放工作面垮落带高度为33 m,断裂带高度为110 m,距离煤层底板35 m以上55 m以下与外椭抛面交集的范围为瓦斯抽采的有利区域;通过低-中-高位钻孔抽采方案的实施,上隅角瓦斯浓度小于0.6%,回风巷瓦斯浓度小于0.5%,有力保障了工作面的安全高效回采。     

高河能源高瓦斯综放工作面瓦斯防控体系研究

为解决高瓦斯综放工作面瓦斯超限难题,针对高河矿W1309综放面实际地质条件和开采技术水平,在分析W1309综放面双U型通风系统的基础上,结合Y型通风方式在防治综放面瓦斯超限的优势,提出“Y型通风+高抽巷”的工作面瓦斯防控模式。为充分发挥走向高抽巷的作用,运用Fluent软件对高抽巷不同垂距、不同平距下Y型通风工作面瓦斯分布规律进行数值模拟。结果表明：当高抽巷布置于煤层底板之上30m,与回风顺槽平距为25m的裂隙带中时,瓦斯抽采效果最好,抽采纯量达到18.52m_³/min,抽采浓度最高,可达8.11%,且上隅角瓦斯浓度最低0.61%。通过现场监测记录数据,得出现场数据与模拟值基本吻合,验证了数值模拟结果的可靠性,为工作面瓦斯防控体系的升级提供了理论指导。     

基于CFD模拟的邻近层穿层钻孔瓦斯抽采优化设计

以山西新大地煤矿15101综放面为研究对象,通过研究采动覆岩移动破坏规律及15101综放面邻近层卸压瓦斯抽采特征,确定了15101综放面穿层钻孔布置的基本原则,据此原则提出了穿层钻孔布置的6种优化方案,并利用FLUENT对优化方案进行计算.根据模拟结果,确定了邻近层穿层钻孔的最优布置参数:穿层钻孔终孔距15#煤底板垂直高度为50 m,终孔伸入工作面的水平距离为20m.钻孔布置参数优化以后,新大地煤矿15101综放面邻近层瓦斯抽采取得较好效果,平均瓦斯抽采总量达到了51.8 m3/min.     

放顶煤开采初期放煤口附近煤体瓦斯压力分布规律研究

放顶煤工作面前方煤体瓦斯运移主要是沿煤层层面向已采空间的渗流,在综放工作面循环向前推进时,煤体瓦斯渗流场结构发生变化。为进一步探索综放工作面前方煤体瓦斯压力的分布变化规律,有效地进行瓦斯综合治理,运用ANSYS10.0的瞬态分析模块进行了综放工作面附近煤体瓦斯压力模拟分析。研究表明,综放工作面在推进过程中前方应力降低区瓦斯压力变化梯度大,在应力增高区瓦斯压力较高,压力梯度变化小;初放期在工作面前方附近首轮循环放顶煤形成的瓦斯压力梯度比第2轮循环形成的瓦斯压力梯度大。     

插管抽放采空区瓦斯技术在易燃煤层综放面的应用

简要介绍了易燃煤层综放工作面瓦斯来源及涌出规律、采空区插管抽放工艺等,为类似条件下的抽放瓦斯工作提供了借鉴。     

高瓦斯突出煤层未保护区综放开采瓦斯综合治理研究

针对淮南潘三煤矿低透气性高瓦斯煤层综放开采的实际情况,在综合分析影响综放面安全开采的基础上,提出并实施了顶板走向长钻孔覆岩卸压瓦斯抽放、本煤层顺层孔卸压瓦斯抽放、尾巷抽放和排放等综合瓦斯治理措施,实现工作面的安全快速推进。实践证明,顶板走向长钻孔覆岩卸压瓦斯抽放是解决低透气性煤层瓦斯抽放率低的有效方法,回采面顺煤层瓦斯预抽率在30%以上;尾巷抽放和排放是低透气性高瓦斯煤层安全生产的有效辅助措施。该方法对类似条件的高瓦斯煤层综放安全开采有指导意义。     

上隅角埋管抽放前后采空区瓦斯运移规律研究

针对新安煤矿14211沿空留巷综放开采工作面上隅角瓦斯浓度超限问题,对综放开采工作面采空区瓦斯运移规律进行了研究。根据CFD数值模拟的理论,建立采空区瓦斯渗流的三维非均质模型,并得到了模型中相应参数的确定方法。利用Fluent数值模拟软件,对比分析了沿空留巷综放开采工作面上隅角瓦斯有无情况下的采空区瓦斯运移及浓度分布规律。模拟结果表明:通过上隅角瓦斯抽放可平均减少42%的上隅角和采空区的瓦斯,有效解决了沿空留巷综放开采工作面上隅角瓦斯积聚问题,从而保障了综放开采工作面的安全生产。     

基于瓦斯抽放确定高瓦斯单一厚煤层综放工作面的合理宽度

针对综采放顶煤采煤工艺的特点,结合高瓦斯厚煤层瓦斯抽放方式和抽放系统布置的特点,提出适应高瓦斯厚煤层瓦斯抽放要求的合理工作面宽度确定方法,推导出满足瓦斯抽放要求的综放工作面合理宽度的计算公式,并将其应用于鹤壁矿区。