地面钻井抽采远距离上覆被保护层煤层卸压瓦斯实践研究

根据潘一煤矿11_(-2)煤保护层工作面回采时利用地面钻井抽采上覆13_(-1)煤被保护层卸压瓦斯的实践,分析了地面钻井抽采卸压瓦斯的相关影响因素,总结了地面钻井布置必须尽可能远离采空区,必须根据地面钻井抽采量衰减规律合理确定抽采时间。     

远距离下保护层开采与抽采卸压瓦斯防突措施研究

开采保护层与抽放卸压瓦斯是一种非常有效、非常经济的区域性防治煤与瓦斯突出措施,通过对阳泉煤业集团三矿开采远距离下保护层后抽采卸压瓦斯的研究,表明远距离下保护层开采与卸压瓦斯抽放综合应用在防治煤与瓦斯突出方面具有显著的效果。     

远距离下保护层开采条件下瓦斯抽采技术及应用

基于潘三矿远距离下保护层的开采条件,采用"底板瓦斯抽采巷+上向穿层钻孔"方法抽采被保护层卸压瓦斯,通过监测瓦斯流量及压力变化,结果表明,这一方法能有效地防止综放开采时煤与瓦斯的突出。     

开采远距离下保护层卸压瓦斯抽采技术

论述了开采远距离下保护层条件下瓦斯治理总体方案、卸压瓦斯抽采设计,分析了瓦斯抽采效果,对其他类似地质条件的矿区具有一定的指导意义。     

保护层卸压瓦斯抽采及涌出规律研究

随着我国煤矿开采深度的增加,煤与瓦斯突出矿井和变出煤层的数量不断增加,利用保护层开采过程中的被保护层的卸压作用对卸压瓦斯进行强化抽采,使被保护层由高瓦斯突出危险煤层变为低瓦斯无突出危险煤层,从而实现煤与瓦斯资源的安全高效共采．系统介绍了基于分源原理的回采工作面瓦斯涌出预测方法,保护层开采及卸压瓦斯强化抽采技术的发展和工程应用．结合淮南潘一矿下保护层和谢一矿上保护层开采及卸压瓦斯强化抽采实例,将保护层工作面瓦斯涌出量预测结果与保护层工作面瓦斯涌出量实测结果进行了对比分析．研究结果表明,由于保护层开采的卸压作用,使被保护层卸压瓦斯抽采率远大于被保护层卸压瓦斯的自然排放率,导致保护层工作面瓦斯涌出量预测结果小于实际瓦斯涌出量．     

隐伏性突出煤层群保护层开采卸压瓦斯抽采技术研究

保护层开采是对于煤与瓦斯突出矿井开采煤层群时首选的经济有效的区域防治突出措施,但开采保护层时既要治理本煤层涌出的瓦斯,还面临着被保护层卸压瓦斯涌入保护层工作面。为有效抽采上保护层开采后的卸压瓦斯,利用保护层开采“卸压增透效应”,结合新田煤矿井下生产实际情况,以新田煤矿1402保护层工作面为例,介绍保护层工作面开采期间的瓦斯治理技术。     

极薄保护层开采卸压抽采消突技术研究

以准确预测保护层开采时瓦斯涌出量、设计合理的瓦斯抽采方案为基础,运用开采薄煤层保护层消突技术,研究了保护层开采的消突效果。结果表明,11030保护层工作面开采后,被保护层得到充分卸压和瓦斯释放,在卸压区内消突效果明显,为具备保护层开采条件的突出矿井有效防治煤与瓦斯突出提供了理论基础。     

下保护层开采卸压效应研究

为了研究高变质煤保护层开采对被保护层的卸压效应,针对煤层煤与瓦斯突出问题,基于保护层开采理论和数值模拟方法,采用FLAC~(3D)数值模拟软件,研究了高变质保护层开采过程中被保护层的应力和应变情况,得出下保护层开采后高变质煤被保护层应力分布呈现出了“W”形的分布特性,垂直方向煤厚变形量分布呈现出了“M”形的分布规律。之后经过现场实测,被保护层残余瓦斯含量和残余瓦斯压力最大值分别降低到临界值8 m~3/t和0.74 MPa以下。结果表明:经过下保护层开采,被保护层得到充分卸压,能有效消除其突出危险性,实现了区域防突的目的。研究结果可为矿井实现安全、高效开采,预防煤与瓦斯突出提供一定的参考和借鉴依据。     

远程下保护层开采煤岩卸压效应研究

基于保护层开采覆岩移动破坏特征,分析了远程下保护层开采煤岩卸压的可行性,采用FLAC2D数值模拟软件对被保护煤层的应力分布特征、煤厚变形规律、水平位移规律、卸压范围及卸压角进行了研究。结果表明：下保护层开采时,断裂带高度已发育到被保护层,煤层产生膨胀变形,生成大量的次生裂隙,使被保护煤层产生不同程度的卸压,同时水平位移的产生也有利于煤层透气性增加。在走向方向上,被保护层向保护层采空区方向内错约30 m,煤层进入稳定膨胀变形区,走向有效卸压角的大小为66°左右。研究结果应用于工程实践后,淮南某矿13-1煤层瓦斯压力由原来的4.4 MPa变为卸压后的0.7 MPa,煤层透气性系数增大了1 061倍,表明该方法是较好的区域性防突措施。     

地面钻井卸压瓦斯抽采技术

依据潘一矿煤层地质条件和瓦斯赋存特性,阐述了地面钻井抽采卸压瓦斯的设计思路,分别对煤岩采动期、恢复期和稳定期内的现场瓦斯抽采参数及其动态变化规律进行分析。现场试验结果表明,地面钻井在336 d内共抽采瓦斯量200万m3以上,抽采半径达211 m,抽采瓦斯浓度在90%以上,对应块段的煤层瓦斯排出率为41%。     

远程下保护层开采被保护层防突技术研究

针对平煤十矿丁5,6卸压区域内的煤层和未卸压区域内的煤层区域制定合理的防突措施,并对区域措施效果进行了检验和验证.同时对局部煤层的情况实施了综合防突措施,最后对反向风门、压风自救系统、避难硐室、爆破作业等安全防护措施进行了论述.     

顺层钻孔瓦斯抽采钻孔合理布置的参数计算

钻孔有效抽采影响半径是确定钻孔布置参数以及预测瓦斯抽采消突时间的重要依据。确定顺层瓦斯抽采钻孔合理布置参数,采用数值计算的方式,对不同抽采时间下顺层钻孔瓦斯抽采有效影响半径进行计算,并现场考察验证。研究结果表明:相同抽采条件下,抽采钻孔直径为75 mm,抽采时间为120 d时,抽采影响半径达到了1.0 m;抽采时间为60 d时,抽采影响半径达到了0.5 m,与数值计算结果基本相同。在实际工作中应日常性收集煤层瓦斯赋存、瓦斯涌出等相关资料;经常分析瓦斯地质变化情况,在地质构造带或局部瓦斯富集区或煤厚变化地带进行采掘活动时,应采取安全技术措施。     

突出煤层群保护层选择及开采程序优化

贵州织纳矿区属突出煤层群开采,开采程序不合理是制约该矿区区域瓦斯高效治理的核心问题。肥田煤矿是矿区典型的突出煤层群开采矿井,选择6号煤层作为保护层,采用下行式开采程序。但是矿井建设过程中6号煤层瓦斯灾害严重,煤巷掘进进度缓慢,采掘接替紧张。针对肥田煤矿突出煤层群瓦斯灾害存在问题,从宏观区域瓦斯治理理念出发,提出“组间上行、下煤组下行、上煤组上行”的开采程序,确定矿井突出煤层群开采的保护层,并对保护层开采时区域瓦斯治理及实现设计产能的可行性进行分析,为实现矿井区域瓦斯治理步入良性循环和安全高效生产奠定基础。     

上解放层底板下向钻孔抽放被解放层瓦斯技术研究

开采上保护层以解放邻近有突出危险煤层时,被解放层卸压瓦斯会通过裂隙大量涌入保护层采空区和工作面,增加了保护层工作面瓦斯治理工作难度.而在条件充许的情况下,如果直接对被保护层卸压瓦斯进行抽放可达到事半功倍的效果.据此思路,根据开采煤体时底板破坏理论可计算底板最大破坏范围及深度,提出上保护层底板下向钻孔抽放被保护层卸压瓦斯的抽放方法,并给出了抽放钻孔布置的设计方案.     

突出厚煤层交叉钻孔强化抽放快速揭煤技术

为了在有严重突出危险的缓倾斜厚煤层--新安煤田二1煤层实现快速揭煤,采用了交叉钻孔、巷旁隔断截流钻孔瓦斯抽放措施,并结合导硐,研究了石门的快速安全揭煤技术,结果表明这种揭煤技术可以缩短突出危险厚煤层石门揭煤的工期.     

被保护层卸压瓦斯立体抽采技术

论述了保护层开采和瓦斯抽采对于煤矿安全生产的重要性及对环境保护的意义,并阐明了其理论依据.介绍了适合我国煤层赋存条件的立体化瓦斯抽采新技术,并举例说明了保护层开采和立体化抽采技术所取得的效果及其对遏制瓦斯灾害、充分利用资源的重要性.     

石门对掘揭开急倾斜煤层突出与爆破增透消突技术

针对煤岩介质材料力学性质的非均匀性特点及变形破裂过程中透气性的非线性变化特性,应用基于含瓦斯煤岩破裂过程固-气耦合动力学模型开发的RFPA^2D－Flow软件,系统模拟了石门对掘揭开急倾斜煤层煤与瓦斯突出动力灾害演化过程,从细观的角度分析了突出过程中的应力演变、裂隙发展和瓦斯运移规律。数值模拟和突出实例分析表明：高瓦斯压力和梯度、严重应力集中和叠加、不可忽视的揉搓煤体自重应力以及瞬间爆破应力冲击是造成突出的综合性原因。介绍了利用深孔预裂控制爆破技术的石门揭煤消突试验,结果表明,该技术爆破孔的增透半径大于3 m,在防治高瓦斯低透气性煤层石门揭煤突出和实现安全快速揭煤方面效果较好。     

近距离突出煤层群上保护层瓦斯综合治理技术

针对打通一矿近距离突出煤层群上保护层开采面临的快速消突与瓦斯超限的难题,采用本煤层水力压裂增透,顺层平行钻孔下套管预抽,邻近被保护层底板穿层网格钻孔预抽、卸压抽、残抽,高位钻孔抽采,“U型+尾排”通风方式等瓦斯综合治理技术措施,实现了保护层工作面的快速消突,抽采达标时间缩短了90 d,突出预测指标K1、S从未超标,工作面瓦斯抽采率达到72.07％,彻底解决了回风隅角瓦斯频繁超限难题,保障了矿井采掘接替及工作面安全高效回采.     

单一突出煤层防突技术研究现状与评价

煤与瓦斯突出防治是煤矿安全生产工作的重点,针对单一突出煤层的煤与瓦斯突出防治问题,介绍了煤与瓦斯突出防治常规技术,并对其优缺点进行分析,为煤矿瓦斯治理技术的选择提供了参考依据。通过文献研究了单一低渗突出煤层的瓦斯治理新技术进展,认为水力扰动瓦斯抽采技术是今后瓦斯治理工作的研究方向之一。现场实测了大量煤层基础数据,并通过朗格缪尔方程反算出瓦斯含量。研究表明:河南省规定煤层瓦斯压力和瓦斯含量必须分别降至0.6 MPa和6 m³/t以下才能进行采掘作业是正确的,对这2种指标的严格要求更好地保证了煤矿的生产安全,各煤炭企业应积极响应并实践这项规定。