利用采场覆岩裂隙研究优化采空区瓦斯抽放参数

为了在采空区顶板实施瓦斯抽放技术获得较高的瓦斯抽放效果,对采空区瓦斯治理方法进行了探讨．针对高位走向倾斜钻孔瓦斯抽放效果不稳定、钻孔有效利用率低、过钻场时瓦斯超限时有发生,提出利用高位近水平钻孔代替高位走向倾斜钻孔进行采空区瓦斯抽放．采用相似模拟试验、关键层理论分析和RFPA^2D软件模拟研究采场上覆岩层中裂隙特征,分析采空区项板产生裂隙、断裂、冒落和离层情况及其变化规律;寻找采场上覆岩层中裂隙位置和顶板瓦斯富集区;从而确定高位近水平钻孔的钻场高度、钻场间距、钻孔最佳布孔层位及与回风巷之间的平距、压茬距离等抽放工艺参数,为采空区高位瓦斯抽放钻孔的设计提供了理论依据．     

利用采场覆岩裂隙研究优化采空区瓦斯抽放参数

为了在采空区顶板实施瓦斯抽放技术获得较高的瓦斯抽放效果，对采空区瓦斯治理方法进行了探讨．针对高位走向倾斜钻孔瓦斯抽放效果不稳定、钻孔有效利用率低、过钻场时瓦斯超限时有发生，提出利用高位近水平钻孔代替高位走向倾斜钻孔进行采空区瓦斯抽放．采用相似模拟试验、关键层理论分析和RFPA^2D软件模拟研究采场上覆岩层中裂隙特征，分析采空区顶板产生裂隙、断裂、冒落和离层情况及其变化规律；寻找采场上覆岩层中裂隙位置和顶板瓦斯富集区；从而确定高位近水平钻孔的钻场高度、钻场间距、钻孔最佳布孔层位及与回风巷之间的平距、压茬距离等抽放工艺参数，为采空区高位瓦斯抽放钻孔的设计提供了理论依据．     

许疃煤矿大采高综放工作面瓦斯治理技术

许疃煤矿针对大采高综放工作面瓦斯治理问题,采用了工作面顺层钻孔预抽本煤层瓦斯、顶板高位上向穿层钻孔抽采大采高工作面上邻近层瓦斯、顶板高位走向钻孔抽采本煤层同时拦截抽采上邻近层卸压瓦斯的综合瓦斯抽采技术。针对大采高综放工作面顶板高位走向钻孔布置层位的选择,通过相似模拟试验、关键层理论分析和UDEC软件模拟研究许疃煤矿大采高工作面顶板冒落规律,寻找大采高采场上覆岩层中裂隙位置和顶板瓦斯富集区;以此确定顶板高位钻孔的相关抽放工艺参数,为大采高工作面采空区高位瓦斯抽放钻孔的设计提供了理论依据。同时为大采高工作面上邻近层卸压瓦斯抽采钻孔的设计提供了理论指导。     

采动裂缝带瓦斯抽采技术及工程实践

基于采空区上覆岩层裂隙分布规律,根据裂缝带高度、钻孔沿倾向控制范围经验公式,在工作面前方实施了顶板走向高位钻孔。结合天地王坡矿3215工作面裂缝带钻孔试验及抽采数据分析,验证了垮落带和裂缝带高度,并对钻孔压茬距以及合理钻场间距进行了计算,提出了合理的优化建议。工程实践表明:经优化后,顶板走向高位钻孔抽采效果明显,钻场平均瓦斯抽采量9.26m3/min,瓦斯抽采率52.65%,有效降低了采空区和采煤工作面的瓦斯量。     

采空区高位钻孔瓦斯抽放技术应用与分析

小青矿采空区采用高位钻孔抽放瓦斯,介绍了高位钻孔抽放原理、斜交钻孔、顶板水平钻孔的钻场布置形式及具体参数,取得了较明显的抽采效果.并分析了影响抽放效果的因素,主要有钻孔布置位置、长度、裂隙带高度、煤壁支撑影响长度等,合理确定钻孔位置及参数,利于取得理想的抽放效果,解决上邻近层和采空区的瓦斯抽放问题,也为以后瓦斯抽采钻孔参数制定提供了依据.     

采空区顶板高位走向长钻孔高效抽采瓦斯机理研究

为了提高采空区顶板高位走向长钻孔瓦斯抽采效率,消除工作面上隅角瓦斯超限事故,以山西华晋吉宁煤业有限责任公司2102综采工作面为研究对象,采用数值模拟、理论分析与现场试验相结合的方法,利用3DEC软件模拟计算2102综采工作面回采期间采空区顶板裂隙场演化过程,根据裂隙场、应力场和应变场分布模拟结果在沿工作面推进方向上划分采空区顶板裂隙加强区范围与压实区范围,工作面推进期间煤层顶板在时间上先后经历裂隙加强区和重新压实区,处于裂隙加强区的钻孔部分为钻孔高效抽采作用区域,钻孔高效抽采段长度与钻孔高效抽采段裂隙发育程度共同决定高位走向长钻孔抽采效率,揭示了采空区顶板高位走向长钻孔高效抽采瓦斯作用机制;在此基础上,在采空区顶板裂隙带高度范围内布置多个高位试验钻孔,进行钻孔瓦斯抽采效果考察,研究结果表明:在保证高位钻孔布置于回风巷内侧顶板裂隙带前提下,最佳布孔层位为距煤层底板60 m左右,同时在高位试验钻孔作用下,上隅角瓦斯体积分数最大值由1.1%降低至0.6%,说明根据回风巷内侧采空区顶板裂隙带高度范围,布置高位走向长钻孔能显著降低上隅角瓦斯浓度。     

利用顶板冒落规律抽放采空区瓦斯的研究

为了给采空区走向高位瓦斯抽放钻孔的设计提供依据,采用相似模拟试验方法分析了采空区顶板冒落规律、覆岩关键层的破断对采空区顶板冒落形态和采空区瓦斯的富集区域影响。依据瓦斯富集区域、顶板的垮落角和周期来压(垮落)步距给出了顶板瓦斯抽放钻孔的终孔层位、钻场间钻孔的压茬距离和抽放钻孔在倾向方向上控制范围的确定方法,并预测钻孔的抽放瓦斯效果。现场应用取得了良好的效果。     

高位钻孔瓦斯抽采参数优化技术

为确保高位钻孔稳定高效抽采瓦斯,采用相似模拟试验和数值模拟研究了煤层走向开采和倾向开采过程中上覆岩层采动裂隙场、瓦斯场分布特征,查明了在采空区四周采动裂隙发育的分布特征,沿工作面分别将顶板垮落范围划分为3个区域,从而确定了高位钻孔最佳区域。在此基础上,建立了高位钻孔优化设计的流程及体系,通过理论分析得出各参数的确定方法。     

煤层顶板裂隙高位定向长钻孔安全高效抽采技术的研究与应用

放顶煤开采期间,上覆岩层受到矿压的影响,形成冒落带、裂隙带、弯曲下沉带,工作面采空区遗煤和围岩涌出的大量瓦斯飘浮在上方裂隙带区域,造成瓦斯聚集并向外涌出,形成了安全隐患,因此必须将该区域瓦斯抽出来;以往治理采空区瓦斯主要采用顶板裂隙高位钻场、顶板高抽巷等措施,但是这2种方法施工成本较高,且施工周期长,对生产接替影响较大。煤层顶板裂隙高位定向长钻孔安全高效抽采采用大功率钻机+定向钻进技术,在裂隙带施工控制整个回采范围的长钻孔,减少采空区和邻近层瓦斯向工作面空间的流动,真正实现了“以孔代巷”,既节省了成本,又缩短了工期,还提高了采空区瓦斯抽采的连续性、稳定性,减少了采空区瓦斯向外涌出,提升了瓦斯抽采效果,促进了煤矿安全高效发展。     

高位钻孔抽放技术在许疃煤矿的应用

基于准确划分煤层上覆岩层"竖三带"的煤层法向分布范围,以及有效提高高位钻孔瓦斯抽采效果的重要性,应用RFPA2D软件数值模拟许疃煤矿3235工作面顶板垮落情况,初步分析了"竖三带"的煤层法向分布范围,确定了32煤顶板走向高位钻孔裂隙带高度,优化了布置钻场钻孔设计参数,提高了工作面上隅角的瓦斯抽放率,改善了工作面的安全生产状况。     

综采工作面初采期局部高抽巷瓦斯治理效果分析

以开元煤矿9801综放工作面为研究对象,针对综放工作面初采期瓦斯频繁超限的问题,结合工作面上覆煤岩层覆存状态及采动破断规律,提出了9801综放工作面初采期局部高抽巷布置方案：局部高抽巷分为初采倾向高抽巷段、走向高抽巷段和辅助倾斜高抽巷段3段,顺序联结成抽采系统;初采倾向高抽巷段布置在6号煤层中,至开切眼水平距离为15 m;走向高抽巷段布置在3号煤层中,至工作面的垂直距离为43 m,与回风巷的距离为4 m。现场实际应用表明：回风瓦斯体积分数控制在0.6%左右,尾巷瓦斯体积分数控制在1.4%左右,较好地解决了9801综放工作面初采期瓦斯超限断电问题。     

伪倾斜后高抽巷配合走向高抽巷瓦斯抽放技术

针对寺家庄矿回采工作面初采期瓦斯涌出异常,邻近层瓦斯涌出量大的问题,采用伪倾斜后高抽巷配合走向高抽巷技术,对其抽放技术机理和抽放效果进行了研究。结果表明：伪倾斜后高抽巷能成功解决初采期瓦斯的不均衡涌出和频繁超限的难题,使初采时间缩短了9 d;走向高抽巷在冒落＂三带＂形成后,抽放纯量增加至110.71 m3/min,抽放率达88.35%,抽放效果良好。     

利用后部高抽放巷治理综放工作面初采期瓦斯

分析了阳泉煤业 (集团 )有限责任公司五矿 15煤综放工作面初采期瓦斯超限原因 ,提出了利用低位及中低位后部高抽放巷解决初采瓦斯试验方案 ,通过试验取得成功 ,确保了综放工作面初采安全顺利推进     

祁南矿1025工作面顶板走向钻孔设计技术及抽放效果考察分析

介绍了祁南煤矿工作面顶板走向钻孔设计思路及有关技术,并以该矿1025工作面上顺槽第一钻场3#、4#孔为例,着重从钻孔抽放浓度钻孔瓦斯流量、孔口离工作面水平距离和钻孔抽放负压这4个方面考察其抽放效果,得出了它们之间相互关系,并指出了钻孔的施工层位是影响顶板走向钻孔抽放效果的首要因素,1025顶板走向钻孔终孔点离10煤层顶板16～20m抽放效果最佳。     

顶板高位走向钻孔抽放瓦斯技术的试验及应用

针对杏花煤矿采煤工作面的瓦斯情况,介绍了东一采区采用高位钻场走向钻孔抽放瓦斯的成功经验及存在问题,并根据不同的煤层赋存条件,不同的地质构造,来合理确定钻场的布置及钻孔参数,灵活运用采动卸压抽放并保证其充分发挥作用。     

高瓦斯矿井高位钻孔抽采技术研究

以高位钻孔抽采技术为研究对象,基于采空区覆岩沉降特征及泄压瓦斯运移规律,分析计算了高位钻场的位置,高位钻孔的仰角和方位角。以钻孔抽采瓦斯的基本原理为基础,通过对三元公司下霍煤矿高瓦斯矿井进行抽采实验,对比分析了高位钻孔与倾向高位巷抽取瓦斯的效果,对其它矿井瓦斯治理具有较大的参考价值。     

定向长钻孔施工技术在急倾斜煤层中的应用

针对哈沙图煤矿特殊地质急倾斜煤层矿井瓦斯含量大,本煤层瓦斯抽采钻孔在煤层走向和倾向上波状起伏大,普通钻机施工效果较差的情况,采用定向钻机施工本煤层定向长钻孔以解决区域瓦斯抽采的问题。结果表明：采取上述措施后,施工钻孔深度达702 m,遇地质异常采用的开分支方法最短时间为40 min,抽采瓦斯体积分数达80%以上,保证了施工顺利进行。     

马兰矿18502工作面以孔代巷瓦斯抽采技术研究

本文针对马兰矿18502工作面瓦斯抽采过程中利用辅运巷、高抽巷等抽采瓦斯、钻孔原设计长度较长且穿经陷落柱等问题,依据工作面当前条件对原瓦斯抽采措施进行了改进,提出了利用大直径顶板走向孔、大直径采空区抽采钻孔以及下邻近层钻孔代替现有瓦斯抽采巷道的“以孔代巷”技术思路。实测结果表明,瓦斯抽采总量为21.25m³/min,工作面瓦斯抽采率为70.25%,工作面瓦斯浓度降低至0.13%～0.22%,上隅角瓦斯浓度降低至0.17%～0.38%,回风流内的瓦斯浓度降低至0.21%～0.31%,瓦斯浓度显著降低,从根本上解决了瓦斯超限问题。     

不同布置方式下穿层钻孔瓦斯抽采数值模拟研究

为了对比分析相同条件下穿层钻孔“矩形”布置和“三角形”布置方式的瓦斯抽采效果,建立了2种布置方式下的三维物理模型,并根据推导出的钻孔瓦斯流场控制方程,利用COMSOL数值模拟软件中的PDE模块对建立的物理模型进行了求解。研究抽采30 d时2种布置方式下的瓦斯压力分布状态,结果表明:穿层钻孔由于呈发射状,钻孔之间的瓦斯压力由下至上逐渐增加;相同位置处,“三角形”布置方式在倾斜方向上的瓦斯压力分布与“矩形”布置方式相同,在走向方向上瓦斯压力分布更加均匀;“三角形”布置方式与“矩形”布置方式相比,钻孔之间的最大瓦斯压力会降低,且高瓦斯压力区域范围会有所减小,条件允许时,可以考虑采用“三角形”布置方式来提高穿层钻孔瓦斯抽采效果。     

保安煤业突出矿井瓦斯综合防治技术实践

保安煤业8#、9#煤层掘进过程中发生的瓦斯动力现象为压出型突出,经鉴定8#、9#煤层为煤与瓦斯突出煤层,保安煤矿为突出矿井。把15#煤层作为保护层开采(15#煤层经鉴定为非突出煤层),由下行开采变为上行开采,减少煤与瓦斯突出威胁;利用顶板走向高抽巷和穿层钻孔抽放上邻近层及采空区瓦斯,解放上部8#、9#煤层,实现区域消突,把8#、9#突出煤层变为不突出煤层;利用伪倾斜高抽巷、专用排瓦斯巷和穿层钻孔抽放初采瓦斯,解决15#煤层工作面上隅角瓦斯超限问题。