煤层大直径钻孔瓦斯治理技术研究与应用

针对王坡煤矿横川埋管工程量大和周期长、回采期间横川密闭墙维护成本高以及上隅角瓦斯超限严重等问题,提出了施工煤层大直径钻孔瓦斯治理技术,研究了钻孔参数设计、钻进、下管、封孔、管路连接、抽采等工艺流程,并在3310工作面进行了试验。结果表明：回采期间上隅角瓦斯控制在0.19%～0.61%,钻孔抽采浓度提高1.2倍,抽采支管平均浓度6.85%,抽采纯量达10.27m/min,工期减少23.53%,用工数减少30.57%,煤层大直径钻孔瓦斯治理技术,工艺简单,成孔速度快、效率高,有效解决了上隅角瓦斯超限问题,对回采期间工作面瓦斯综合治理具有借鉴意义。     

高位大直径定向钻孔治理上隅角瓦斯技术实践

针对王庄煤矿综放工作面瓦斯涌出量大、上隅角瓦斯积聚的情况,提出采用高位大直径定向钻孔技术治理采空区和上隅角瓦斯超限问题。通过研究采空裂隙随工作面推进的演化过程,分析顶板裂隙发育高度,确定大直径高位定向长钻孔最佳布孔层位及钻孔结构,并进行工程实践。结果表明,在高瓦斯工作面通过布设大直径高位定向长钻孔,初始时钻孔瓦斯浓度相对较高,但随工作面的不断推进,钻孔抽采瓦斯浓度开始下降,且大直径高位定向长钻孔抽采上隅角瓦斯持续时间长,抽采瓦斯纯量稳定,钻孔抽采期间平均纯量为4.3 m3/min,钻孔平均抽采浓度为11.1%,有效解决了上隅角瓦斯超限问题,保障工作面的安全回采。     

屯兰矿22301工作面瓦斯综合治理技术设计与实践

为解决22301工作面瓦斯含量高的问题,基于22301工作面顶底板岩层特征,分析得出工作面回采期间瓦斯的主要来源为本煤层与上下邻近层,据此采用本煤层+上下邻近层+采空区大直径钻孔抽采相结合的瓦斯综合治理措施,并进行各项抽采措施参数的设计,回采期间通过测试回风流及上隅角的瓦斯含量验证抽采效果。结果表明:瓦斯治理技术实施后,工作面上隅角和回风流中瓦斯浓度的最大值分别为0.55%和0.51%,无瓦斯超限现象,为工作面的安全回采提供了保障。     

放顶煤工作面以孔代巷抽采管路连接方式优化研究

为解决放顶煤工作面生产期间上隅角瓦斯治理难题,提出采用大直径钻孔代替联络巷的方法抽采放顶煤工作面上隅角的瓦斯。通过Fluent软件模拟腾晖煤业2-105放顶煤工作面自然情况下采空区瓦斯浓度分布规律及不同管路连接方式对采空区瓦斯浓度分布规律的影响,确定合理的抽采管路连接方式。模拟结果表明:横向大直径钻孔可代替联络巷治理高瓦斯放顶煤工作面上隅角瓦斯问题;当抽采管路采用双孔双管路的连接方式时,上隅角的瓦斯体积分数为0.25%,瓦斯抽采效果最好。现场应用结果表明:1～6组大直径钻孔抽采纯量可达到的最大值分别为1.05、1.11、1.03、1.06、1.08、1.04 m³/min,满足霍州煤电集团腾晖煤业有限责任公司对上隅角瓦斯治理的预期要求;大直径钻孔抽采过程中上隅角瓦斯浓度均在可控范围内,上隅角瓦斯体积分数为0.32%～0.74%,当钻孔距离工作面20～25 m时,处于大直径钻孔对上隅角控制的薄弱时期,上隅角的瓦斯体积分数达到的最大值为0.74%;"以孔代巷"抽采技术可有效解决高瓦斯放顶煤工作面存在的瓦斯治理难题。     

采空区瓦斯运移规律与治理技术研究

为有效解决煤峪口矿81004工作面采空区瓦斯浓度高的问题,根据工作面与上覆11-12号煤层合并层间的关系可知,工作面回采期间瓦斯主要来源于上覆近距离煤层采空区。采用Fluent数值模拟软件,对工作面不同配风量和不同抽采量条件下采空区瓦斯分布规律进行分析,设计采空区采用巷道超前钻孔导流抽采进行瓦斯治理,并在抽采方案实施后进行效果分析。结果表明:工作面回采期间上隅角瓦斯浓度在0.01%～0.34%的范围内,无瓦斯预警、超限现象,为工作面的安全高效开采提供了保障。     

碾焉煤业高位大直径定向钻孔应用研究

碾焉煤业综采工作面采用"U"型通风,回采过程中上隅角风流不畅,为解决上隅角瓦斯浓度超限现象频发的问题,设计在4202工作面采用高位大直径定向长钻孔抽采采空区瓦斯,通过理论分析计算初步确定定向钻孔的布置层位,数值模拟研究确定最佳的抽采负压为15 kPa,定向钻孔距离煤层底板的最佳距离20 m,在4202工作面回风绕道布置钻场进行高位大直径定向钻孔的应用,应用期间钻孔抽采瓦斯平均浓度为18%,上隅角瓦斯稳定在0.4%左右,对于上隅角瓦斯治理及抽采效果良好。     

高瓦斯近距离煤层采空区卸压瓦斯大直径钻孔抽采试验研究

以小回沟煤业近距离煤层开采采空区瓦斯治理为工程背景,采用理论分析和现场试验相结合的方法,开展了近距离煤层采空区卸压瓦斯大直径钻孔抽采试验研究;对大直径钻孔采空区卸压瓦斯抽采原理进行了分析,并在2201首采工作面进行了现场试验。试验结果表明:1个大直径钻孔抽采影响范围为30～50 m,1个大直径钻孔的抽采纯流量相当于580个小直径对穿孔抽采纯流量,大直径钻孔累计抽采瓦斯纯量为701 120.67 m~3,平均瓦斯抽采浓度为2.24%,平均混合抽采流量为166.3 m~3/min,上隅角瓦斯最大瓦斯浓度0.67%,工作面最大日产量9 370 t,保证了工作面初次来压阶段的工作面采空区瓦斯治理。     

岳城矿上分层工作面采空区瓦斯治理技术研究

针对岳城煤矿3号煤层瓦斯含量大、回采过程中造成大量瓦斯涌向采空区、进而容易引起上隅角瓦斯体积分数超限问题,采用横川千米走向高位钻孔与倾向高位钻孔相结合的瓦斯治理方法对上分层采空区进行瓦斯抽采,并在1310(上)工作面进行采空区瓦斯抽采试验。试验结果表明:当回采至120 m时,横川千米走向高位钻孔与倾向高位钻孔的瓦斯抽采体积分数达到30%,抽采纯量6.5 m3/min,上隅角处的瓦斯体积分数降至0.3%以下,并随着工作面的继续推进抽采的体积分数及抽采的纯量呈上升态势。这为集团其它高瓦斯及突出矿井上分层工作面采空区瓦斯治理积累了宝贵的经验。     

基于偏Y型通风条件下采空区瓦斯抽采技术研究

为了研究综放工作面上隅角瓦斯超限原因及提高工作面上隅角瓦斯超限治理效果，以保德煤矿81505工作面为研究对象，结合工作面回采工艺参数，提出了偏Y型通风方式，利用有限元软件FLUENT模拟研究了工作面采空区瓦斯流场分布特点，在此基础上提出了大直径水平钻孔抽采采空区瓦斯工艺：即在备采工作面上顺槽通过施工水平钻孔接通采空区，进行采空区瓦斯抽采。研究结果表明：在保证工作面足够配风量条件下，大直径水平钻孔瓦斯抽采浓度3.2%～10.2%，抽采量5.4～23.6 m³/min，工作面上隅角瓦斯浓度不超过0.58%，回风巷瓦斯浓度不超过0.49%。确保了工作面安全高效生产。     

汾西双柳煤矿单一突出煤层瓦斯治理实践

以双柳煤矿3#+4#突出煤层为工程背景,根据煤层条件和瓦斯参数,研究制定了井上下联合抽采的煤层消突及瓦斯抽采方法和大孔径裂隙带定向长钻孔抽采及采空区埋管抽采结合的工作面瓦斯治理方法。瓦斯治理后工作面开采上隅角瓦斯浓度控制在0.42%以下,回风流瓦斯浓度控制在0.23%以下,抽采率为73.6%。该方案有效解决瓦斯超限问题,确保了工作面安全高效回采。     

基于瓦斯地质理论的矿井瓦斯含量与涌出量预测

运用瓦斯地质理论与方法,通过对瓦斯赋存逐级控制特征与地质构造特点的分析,研究矿区矿井的瓦斯赋存特征和瓦斯地质规律,对其瓦斯涌出量和瓦斯含量做出了预测分析。     

高瓦斯工作面瓦斯治理

鸡西矿业集团公司东海煤矿通过采用高瓦斯工作面瓦斯综合治理方法,取得了较好的效果。文章主要介绍了高瓦斯工作面的瓦斯综合治理技术,具有一定的指导意义。     

低瓦斯矿井高瓦斯区域工作面瓦斯治理技术

为了解决低瓦斯矿井高瓦斯区域工作面瓦斯治理的问题,针对四侯煤业3105工作面在回采期间需通过多个地质异常区域,存在工作面上隅角瓦斯超限的隐患,通过建立瓦斯监测体系,采取上隅角切顶控制悬顶、上隅角瓦斯抽放及高位钻孔抽采等瓦斯治理技术措施,可以有效解决工作面上隅角瓦斯超限问题。     

高瓦斯回采工作面瓦斯治理实践

新兴煤矿219工作面采用了调整风量、风障引风、调压通风、本煤层预抽、边采边抽及采空区钻孔抽放等措施综合治理采面瓦斯,并取得了预期的治理效果,为该矿的安全生产打下了一个坚实的基础,也为该矿开采高瓦斯煤层时提供了较为适宜的瓦斯治理方法。     

瓦斯压力随瓦斯量变化的特性

根据范氏气态方程,结合实例分析说明,在瓦斯温度和贮存瓦斯容器的容积一定的条件下,瓦斯压力总是随着容器中的瓦斯量的增大而增大,但这种增大不是直线上升,而是一个由减速增大过渡到加速增大的过程。     

低瓦斯矿井预防瓦斯突出的对策研究

近年来,我国发生了4起低瓦斯矿井瓦斯突出的事故。通过分析,认为低瓦斯矿井发生瓦斯突出事故有以下原因:管理上对于低瓦斯矿井发生的瓦斯异常现象不重视;技术上对低瓦斯矿井瓦斯低的原因不清楚,另外低瓦斯矿井升级不及时。并提出了预防低瓦斯矿井的瓦斯突出的对策:密切关注瓦斯异常区域,运用瓦斯地质理论分析低瓦斯矿井瓦斯低的原因,划出瓦斯风化带的下限,发生瓦斯动力现象后,及时升级。     

注气置换煤层瓦斯技术的气源优选分析

为了解决注气置换煤层瓦斯技术气源选择的问题,分析了注CO2和N2在置换煤层瓦斯机理方面的效果以及煤吸附2种气体后对煤体渗透率、突出危险性的影响。分析发现,虽然注入CO2置换煤层瓦斯的效果优于N2,但煤吸附CO2后会造成煤层膨胀变形、渗透率降低、突出危险性增大的现象,且CO2在瓦斯利用系统中会导致瓦斯失     

高瓦斯矿井瓦斯运移规律及瓦斯抽放技术优化研究

对阿刀亥矿煤层瓦斯运移规律及如何设计最优瓦斯抽放方法进行了研究,通过对采煤期间瓦斯数据收集,运用流动方程及流体模拟软件fluent对煤层瓦斯运移规律进行了深度分析,将得出的结论作为指导优化瓦斯抽放技术的数据支撑,提出了适用于本矿的瓦斯抽放技术,并取得了很好的实际应用效果。     

瓦斯综合治理技术在高瓦斯煤层的应用

根据城子河煤矿3#煤层的瓦斯具体情况,在掘进工作面、回采工作面分别采用了边掘边抽、先抽后掘、采前预抽、高位钻孔抽放、顶板高抽巷等瓦斯抽放技术,有效地治理瓦斯,取得了良好的效果。     

高、突煤层消突及瓦斯综合治理工作的实践

根据鸡西矿区荣华立井7#煤层存在的突出和高瓦斯特征,采用了分阶段的瓦斯综合治理方法。通过采用保护层开采、本煤层瓦斯预抽、仰角钻孔、高位水平钻孔、低位钻孔、上部采空区贯通钻孔等综合瓦斯治理方法,成功地实现了突出煤层消突、高瓦斯工作面安全回采,实现了安全高效生产。