东曲矿高抽巷合理位置研究

综采工作面高抽巷在实际应用过程中,若不充分考虑开采引起的覆岩活动规律,实际抽放瓦斯效果会不理想。本文通过相似材料模拟试验,对西山煤电集团东曲矿28202工作面高抽巷位置进行合理布置,并通过现场工业试验,对高抽巷的位置进行优化,得出接替工作面高抽巷布置时应考虑进一步增大内错距离,内错工作面30~50 m,高抽巷主要部分的高度增至50~60 m.最终确保了瓦斯的有效抽采。     

近距离高瓦斯煤层群倾向高抽巷抽采卸压瓦斯布置优化

倾向高抽巷作为一种治理卸压瓦斯的重要方法,其布置参数与抽采效果的匹配关系需要合理确定。针对典型的近距离高瓦斯煤层群开采条件,对采空区上覆岩层裂隙演化规律进行了研究,揭示了倾向高抽巷最佳布置位置在竖直方向上15倍采高、水平方向深入工作面约35 m处。据此,在24202工作面回风巷,以40°仰角起坡且垂直于回风巷轴线向顶板方向施工60 m,再沿倾向水平施工8 m来布置高抽巷。实际治理效果表明,单个倾向高抽巷的抽采半径为55~60 m,开采过程中有4~5个高抽巷处于瓦斯抽采活跃期,有效抽采总距离为500 m,平均抽采瓦斯总量25.22m3/min,占抽采总量的62.24%,实现了卸压瓦斯高效治理。     

王庄煤矿9101综采面走向高抽巷合理位置研究

为研究高抽巷的合理位置,以王庄煤矿9101综采工作面为工程背景,采用理论计算、数值模拟和工程类比相结合的方法,对高位抽放巷合理位置进行研究;通过研究上覆岩层裂隙发展规律以及与回风巷相对位置不同时高抽巷的围岩应力分布情况,提出两个高抽巷布置层位建议,分别为距煤层顶板24.95m和35.25m,并得出高抽巷与回风巷内错距离为20m。     

走向高抽巷合理布置位置参数研究

为确保工作面采用走向高抽巷抽采瓦斯取得良好的治理效果,通过理论分析初步确定高抽巷的布置位置参数,采用Fluent软件对高抽巷不同布置位置条件下的瓦斯抽采效果进行研究,最终确定1228工作面高抽巷最佳位置为与煤层底板垂距32m,与1228材料巷平距35m,后期应用取得了良好的抽采效果,为该矿其他回采工作面瓦斯治理提供了参考依据。     

走向高抽巷合理层位确定的数值模拟

采用FLUENT对于一缘煤矿150109工作面不同位置走向高抽巷抽放瓦斯效果进行数值模拟,确定出高抽巷最佳抽放位置即垂直方向距离工作面底板40 m,水平方向距离回风巷35 m,与工作面实际高抽巷位置相差不大。它能够有效地治理上隅角瓦斯超限,有利于工作面的高效生产。     

综采面高抽巷积水段探测技术

通过多角度扇形扫描、加密测点的方式探测高抽巷,根据视电阻率值大小与分布,结合高抽巷积水段电阻率值低、坍塌段电阻率值高的差异,预测高抽巷自生产切眼向外22~30 m为坍塌区域、30~185 m为主要积水段。经钻探验证,实际坍塌位置与预测位置吻合,积水段的总出水量约370 m~3。结果表明,采用扇形扫描和加密测点等针对性技术措施后,瞬变电磁能够解决管状巷道积水难题。     

数值模拟研究确定高抽巷最佳位置

为了确定高抽巷抽采瓦斯的合理位置,通过构建19201工作面采空区瓦斯运移模型,借助FLUENT软件模拟分析高抽巷距回风巷不同平距、煤层顶板不同垂高条件下的瓦斯抽放效果,结果表明:在垂距为40 m的层位下,高抽巷距回风巷水平距离为30 m时,其所能抽采的瓦斯浓度最大,工作面上隅角瓦斯浓度为0.48%;在水平距为30 m的基准条件下,当高抽巷距离采空区底板垂直高度为40 m时,高抽巷抽采瓦斯浓度最大,抽采瓦斯纯量最高。从而确定了高抽巷的最佳位置为距离回风巷水平距离30 m,距离采空区顶板垂直距离40 m。     

裕泰煤业15102工作面高抽巷瓦斯抽采研究与应用

为有效合理布置15102工作面高抽巷瓦斯抽采系统,采用Fluent数值模拟软件进行高抽巷合理布置位置及瓦斯抽采负压的模拟分析,确定高抽巷的合理位置与煤层顶板、回风巷垂距分别为35m和40m,瓦斯抽采负压为2.5kPa,同时对抽采系统中的其他参数进行具体设计,实现了工作面区域无瓦斯超限和安全高效抽采作业。     

1905S工作面上隅角瓦斯综合治理技术研究及应用

为解决福城煤矿1905S工作面上隅角瓦斯超限问题,通过分源预测法进行工作面瓦斯涌出量预测,采用高位裂隙钻孔抽采、高抽巷抽采与上隅角插管抽采相结合的方法来进行瓦斯治理。结果表明:高位钻孔最佳抽采位置为距离煤层顶板上方15~30 m,终孔位置内错工作面回风巷20~30 m;工作面上隅角瓦斯浓度日平均值降到0.3%~0.45%,工作面回风流瓦斯浓度降到0.08%~0.28%。     

综采面高抽巷合理布置位置确定及效果考察

数值模拟分析表明采煤工作面煤层上方13~20 m为卸压抽采空区瓦斯的合理区间,确定205工作面高位抽采巷布置在煤层上方15 m位置。效果考察表明,205工作面高抽巷瓦斯抽采浓度提高了2%,抽采量增加了35%,明显减少了瓦斯超限次数,使得工作面推进速度得到保障。     

高抽巷瓦斯抽采参数及异常特征研究

介绍了高抽巷瓦斯抽采的相关理论,结合现场实际确定了合理的高抽巷瓦斯抽采参数,包括抽采负压、抽采层位和水平距离。研究结果表明:负压过大或过小都不利于高抽巷瓦斯抽采,负压在12~15 k Pa内较为合适;根据现场观测,高抽巷布置在距煤层顶板49~54 m时瓦斯抽采效果较好;基于"O"形圈理论,水平距离确定为35.1 m。针对高抽巷瓦斯抽采过程中出现的异常现象,分析了其产生的原因,间接证明了所选参数的合理性。     

突出矿井瓦斯抽采技术研究与应用

通过对东曲矿特殊地质条件的分析,提出综合治理瓦斯措施,结合28202工作面回采过程中瓦斯浓度变化情况,得出工作面高抽巷内错工作面的距离应进一步增大,高抽巷的高度可在现有高度的基础上稍微增大。经过分析,确定下一个工作面高抽巷应内错工作面30~50 m、高抽巷的高度为50~60 m,可为同类地质条件工作面提供借鉴。     

注氮条件下瓦斯抽采对采空区自燃“三带”的影响

为了解决高抽巷抽采引起采空区漏风量增加导致采空区遗煤自燃倾向增大的问题,针对正行煤矿1502综放工作面开采具有高瓦斯易自燃的特点,采用现场实测与数值模拟相结合的方法,通过Fluent软件模拟了采空区未采取注氮和抽采措施、高抽巷抽采和注氮条件下高抽巷抽采等3种情况的采空区瓦斯浓度场、漏风场、氧气浓度场的变化情况,得出了采空区自燃"三带"分布范围:散热带0~23 m,氧化带23~69 m,大于69 m为窒息带;将采空区自燃危险性区域确定为23~69 m。根据以上结果,对注氮效果、抽采负压进行评价,完善了采空区在注氮条件下高抽巷抽采防灭火系统。     

赵庄二号井高抽巷抽采技术及位置优化

以赵庄二号井1310综采工作面为研究背景,运用数值模拟软件,对不同位置高抽巷抽采情况进行数值模拟分析。结果表明:高抽巷沿顶板走向布置,可有效治理上隅角及采空区瓦斯聚集问题;提高高抽巷的抽采负压,能增强采空区瓦斯治理效果,但会增加采空区漏风,增大采空区自然发火危险的可能性。根据数值模拟计算分析, 1310综采工作面高抽巷的最佳布置位置是:距回风巷的水平距离为20 m,距煤层底板的垂直距离为30 m。现场应用取得了较好的瓦斯治理效果。     

AHP在底抽巷位置选择评价中的应用

为确定特定条件下底抽巷的合理位置,基于FLAC3D分析了底抽巷与回采巷道不同空间位置关系下的应力与位移场分布特征,同时对各个底抽巷布置方案进行瓦斯抽采工程试验。基于层次分析与模糊评价,以底抽巷、回采巷道围岩稳定性与瓦斯抽采效果为一级指标,并选取相应的二级指标,建立综合评判模型,确定底抽巷的最佳位置方案。试验结果表明,底抽巷与回风平巷之间平距0 m、垂距10 m时,能同时很好地兼顾巷道稳定性与瓦斯抽采要求。     

基于围岩稳定性及瓦斯抽采的底抽巷位置选择模糊评价

为确定特定条件下底抽巷的合理位置,基于FLAC3D分析了底抽巷与回采巷道不同空间位置关系下的应力与位移场分布特征,同时对各个底抽巷布置方案进行瓦斯抽采试验。基于层次分析与模糊评价,以底抽巷、回采巷道围岩稳定性与瓦斯抽采效果为一级指标,并选取相应的二级指标,建立综合评判模型,确定底抽巷的最佳位置。试验结果表明,底抽巷与被保护的回采巷道之间平距5 m、垂距10 m时,能同时兼顾巷道稳定性与瓦斯抽采要求。     

基于偏“W”型通风系统-走向高抽巷的采空区瓦斯治理技术

为充分发挥走向高抽巷和偏"W"型通风系统的优点,确定走向高抽巷的最佳抽采位置,通过Geometry和Mesh建立相对应的数值模型,然后使用Fluent软件进行采空区及综放工作面瓦斯运移规律的数值模拟和分析。分析结果表明:高抽巷布置于与工作面顶板垂距35 m(10倍采高处)和回风巷平距30 m的断裂带中抽采效果最好,且能有效防治上隅角瓦斯超限,确保综放工作面安全高效地生产。     

低位高抽巷瓦斯抽排设计与施工

基于高瓦斯工作面底板预抽巷工程量大、投资成本高、工作面衔接紧张等问题,以阳煤集团寺家庄矿15118工作面回风巷瓦斯治理为例,介绍了低位高抽巷的层位布置及巷内钻孔设计与抽排施工工艺。通过抽排效果对比分析,得出可在与工作面回风巷水平距离3～5 m、巷道层间距5～7 m位置随层施工低位高抽巷,巷内采用普通钻孔与造穴孔相结合的钻孔工艺,瓦斯抽放效果显著。单孔抽排量1 372.66 m~3/d,与同等条件下底抽巷相比,瓦斯抽采浓度由58%提高至67%;造穴钻孔单孔抽采浓度为61.5%,相对常规钻孔组提高了8.6%。低位高抽巷瓦斯抽排设计与施工优化了瓦斯抽排巷布局,有效解决了工作面回采期间回风流及上隅角瓦斯浓度超限问题。     

综放面高抽巷抽采效果影响因素分析及优化

以山西高河能源为例,采用单元法实测分析了工作面瓦斯来源及分布规律;通过理论计算和抽采效果分析,研究了高抽巷抽采效果主要影响因素,并进行优化。研究结果表明:高河能源综放面采空区瓦斯来自漏风中的瓦斯和遗煤瓦斯;高抽巷宜布置在距煤层顶板35~40 m、与回风巷平距40 m处;北翼泵站抽采负压保持在30 k Pa左右为宜,地面泵站抽采负压保持在10~15 k Pa为宜。     

基于高精度微震监测的承压水上底抽巷合理位置研究

以古汉山矿1604工作面为研究背景,采用高精度微震监测和数值模拟,研究了工作面回采过程中底抽巷围岩动态破坏特征以及底板突水危险性。结果表明:工作面两巷外侧底板岩体在沿空侧与沿实体煤侧出现不对称能量释放现象,其中沿实体煤侧运输巷外侧底板破坏尺度最大,深度约30 m;底抽巷位于底板下12 m、内错运输巷8 m位置时,巷道围岩释放能量密度值介于5～50 J/m~2,结合巷道围岩变形监测结果认为底抽巷位于该位置时受开采扰动程度较低;若底抽巷位于运输巷正下方或者外错于运输巷,围岩释放能量密度值均大于100 J/m~2,受开采扰动程度高。数值模拟结果表明底抽巷内错回采巷道8 m时处于底板卸压区,位于回采巷道正下方和外错回采巷道时处于应力集中区,受采动影响程度高,与微震监测结果较吻合。