长距离煤巷掘进工作面瓦斯超限的原因分析与对策

对长距离煤巷掘进工作面瓦斯超限进行了综合分析,提出了治理煤壁瓦斯大量涌出的思路。在无法用通风的方法解决瓦斯涌出量增大的情况下,采取施工本煤层瓦斯抽放钻孔及提高工作面抽放能力来治理煤巷瓦斯超限的综合措施,解决长距离煤巷掘进过程中瓦斯超限问题。     

基于固气耦合模型的煤巷掘进煤壁瓦斯动态涌出规律

为掌握煤巷掘进煤壁瓦斯涌出量的动态变化规律,在传统二维煤巷瓦斯涌出量计算方法中引入固气耦合模型,提出基于固气耦合及巷道断面瓦斯涌出量时间积分的煤壁瓦斯涌出计算方法,并通过现场实测瓦斯涌出量验证了计算结果的准确性。研究结果表明:煤巷掘进速度恒定,煤壁瓦斯涌出量随掘进距离逐渐增大,增幅不断减小,符合指数衰减多项式的变化规律;间断式掘进循环的煤壁瓦斯涌出量呈锯齿状增加,总体涌出趋势与恒速掘进相同;随时间增加,不同掘进循环瓦斯涌出总量差异趋于稳定,长时间掘进,掘进循环内瓦斯涌出量波动对瓦斯涌出总量的影响可忽略;瓦斯压力对煤巷煤壁瓦斯涌出具有较大影响,瓦斯压力越大,煤壁瓦斯涌出量随掘进距离的增幅越大,且存在瓦斯压力临界值,当巷道煤层瓦斯压力超过该值后,巷道瓦斯浓度可能超限。根据项目背景的工程条件,计算得到该煤巷掘进的临界瓦斯压力。     

厚煤层煤巷掘进过程中煤壁瓦斯涌出规律研究

采用有限体积法对厚煤层煤巷煤壁瓦斯涌出规律进行了数值模拟,得到不同条件下煤壁煤体瓦斯压力分布与煤壁瓦斯涌出速率。根据数值模拟结果,采用数据拟合曲线方式得到煤巷煤壁瓦斯涌出速率公式。在此基础上得出在厚煤层煤巷掘进过程中煤巷煤壁瓦斯涌出速率公式。研究结果表明,厚煤层煤巷掘进过程中煤壁瓦斯涌出速率与煤层条件和煤巷掘进速度密切相关,对控制矿井瓦斯涌出量具有一定的指导意义。     

基于稳态渗流的煤巷掘进瓦斯涌出连续性预测

为了寻求一种简便的预测方法实现煤巷掘进过程中瓦斯涌出的动态连续预测,在对煤层进行近似假设的基础上,研究了煤巷掘进过程中煤层瓦斯流动及涌出规律,给出了煤巷掘进时煤层瓦斯压力分布和煤壁瓦斯渗流速度的分析解,采用积分的方法建立了掘进巷道瓦斯涌出连续预测模型,并介绍了该模型的计算方法。通过实例计算表明：该模型利用巷道掘进速度、掘进长度和煤层瓦斯基本参数这些易得数据实现了对煤巷瓦斯涌出的动态、连续和快速预测,且预测值与实测值基本一致。     

厚煤层高效截流“钻墙”边掘边抽的试验研究

煤巷掘进巷道的瓦斯来源于暴露煤壁和掘进落煤,其中,暴露煤壁的瓦斯涌出量约占80%以上,高瓦斯矿井在煤巷掘进时经常出现瓦斯超限的情况,"钻墙"就是针对高瓦斯巷道掘进时截流煤壁瓦斯向巷道涌出的一种边掘边抽布孔方式,此方式在铜川矿务局陈家山煤矿421运输巷进行了试验研究,实践表明,"钻墙"能够非常有效截流煤壁瓦斯涌出、避免巷道瓦斯超限。     

厚煤层高效截流“钻墙”边掘边抽的试验研究

煤巷掘进巷道的瓦斯来源于暴露煤壁和掘进落煤,其中,暴露煤壁的瓦斯涌出量约占80%以上,高瓦斯矿井在煤巷掘进时经常出现瓦斯超限的情况,"钻墙"就是针对高瓦斯巷道掘进时截流煤壁瓦斯向巷道涌出的一种边掘边抽布孔方式,此方式在铜川矿物局陈家山煤矿421运顺进行了试验研究,实践表明"钻墙"能够非常有效截流煤壁瓦斯涌出、避免巷道瓦斯超限。     

厚煤层沿底掘进工作面瓦斯涌出及防治技术

为了解决厚煤层沿底煤巷掘进过程中绝对瓦斯涌出量过高的问题,首先推导了煤壁绝对瓦斯涌出量的理论计算公式,基于理论公式,对成庄矿4219煤巷绝对瓦斯涌出量进行了预测,根据瓦斯涌出量预测值与实测值的对比结果表明当巷道掘进长度越大时,公式预测值越接近于实测值。瓦斯涌出量预测值和实测值均说明4219煤巷在今后的掘进过程中煤壁瓦斯涌出量处于居高不下的态势,为了降低煤壁瓦斯涌出量,实施了双巷掘进迈步式抽放系统。根据瓦斯含量测定结果,瓦斯含量较以往大大降低,为巷道的安全掘进提供了保障。     

高瓦斯掘进工作面瓦斯治理技术实践

高瓦斯矿井在巷道掘进过程中,瓦斯涌出量大、涌出均匀性差制约巷道的快速掘进。为解决该难题,提出煤壁喷浆工艺优化技术,对煤巷掘进工作面迎头释放孔施工进行优化设计,变"本巷跟进"为"邻巷跟进",对煤层瓦斯涌出进行有效控制,快速降低煤层瓦斯涌出量,提高瓦斯涌出均匀性,降低回风流瓦斯浓度,从而提高掘进效率,利用煤壁喷浆工艺优化提高喷浆效率。喷浆速度提高5倍,降低掘进期间煤壁瓦斯涌出,回风流瓦斯平均最大浓度分别由0.75%降至0.55%,涌出量由12.5 m~3/min降至8.5 m~3/min,迎头50 m范围瓦斯涌出量由8 m~3/min降至5 m~3/min,有效降低了巷道生产过程中瓦斯涌出。     

采动影响下掘进巷道煤壁瓦斯涌出规律研究

利用有限体积法对薄及中厚煤层中掘进煤巷煤壁瓦斯涌出规律进行了数值模拟,研究了掘进巷道煤壁煤体应力重新分布过程中煤体渗透率动态变化对煤壁煤体瓦斯压力分布和巷道瓦斯涌出状况的影响,研究结果表明,煤巷煤壁内煤体渗透率决定着煤体瓦斯压力分布与煤壁瓦斯涌出速率,研究掘进巷道煤壁暴露之后全过程瓦斯涌出速率时应当考虑煤体渗透率的动态变化过程。     

高突厚煤层上分层开采瓦斯综合治理技术

为了解决鹤煤公司八矿二1煤层顶分层开采期间因采空区瓦斯大量涌出造成工作面瓦斯超限的问题,根据煤层赋存条件和瓦斯涌出规律分析,提出了采用本煤层钻孔、穿层钻孔、上隅角埋管、顶板垂直钻孔、高位钻孔抽放综合抽放技术进行瓦斯治理。应用结果表明:该法不仅可以有效消除煤巷掘进过程中瓦斯突出危险性,还可以解决采面回采过程中瓦斯涌出和防突问题,保证了突出地区安全生产。多种抽放技术的综合应用,有效解决了工作面瓦斯超限问题,确保了矿井安全生产。     

煤巷瓦斯涌出规律及其连续性积分模型

本文通过对煤层巷道掘进时煤壁瓦斯涌出规律的研究，提出了连续积分模型，通过解析求解得出了煤巷掘进时瓦斯涌出的不均匀准数及其变化规律。通过解析求解得出的煤巷掘进瓦斯涌出量表达式，比计算机求解更加明确地指出了影响涌出量的因素及其相互关系。为煤巷瓦斯涌出预测和处理提供了理论和方法。     

顺层钻孔预抽条带瓦斯在煤巷掘进中的应用

针对Ⅱ6113风巷里段掘进过程中回风流瓦斯浓度一直居高不下的问题,通过对地质构造、瓦斯赋存规律及掘进工作面瓦斯涌出规律的分析,阐述了顺层钻孔预抽条带煤层瓦斯在瓦斯富集区域Ⅱ6113切眼煤巷掘进中的应用,降低了煤层瓦斯含量,杜绝了Ⅱ6113切眼掘进过程中的瓦斯超限事故,实现了安全掘进。     

突出煤层煤巷掘进水力挤出综合效益研究

为了解决突出煤层掘进时排放钻孔不能有效消除工作面瓦斯经常超限严重影响矿井生产这一难题,试验了水力挤出措施。分析实施该措施前后瓦斯涌出量、除尘效率及巷道掘进速度并结合对综合经济效益的计算,证明水力挤出措施是一项有效解决煤巷掘进工作面瓦斯超限的技术。     

“钻墙”截流煤巷瓦斯技术试验研究

目前,我国薄及中厚煤层煤巷掘进多采用平面"扇形"布孔截流煤巷瓦斯技术防止工作面瓦斯超限及瓦斯突出,但该方法截流厚煤层煤壁瓦斯涌出效果不理想."钻墙"截流煤巷瓦斯技术是一种特适用于厚煤层煤巷边掘边抽新方法,该技术首次在陈家山煤矿进行了现场试验研究并取得了成功,"钻墙"截流瓦斯抽放率达到75%以上,有效防止了厚煤层煤巷掘进面瓦斯超限和瓦斯突出,是一项适用于厚煤层强化抽放的高效截流技术.     

煤巷瓦斯涌出规律及其连续性积分模型

本文通过对煤层巷道掘进时煤壁瓦斯涌出规律的研究，提出了连续积分模型，通过解析求解得出了煤巷掘进时瓦斯涌出的不均匀准数及其变化规律。通过解析求解得出的煤巷掘进瓦斯涌出量表达式，比计算机求解更加明确地指出了影响涌出量的因素及其相互关系。为谋巷瓦斯涌出预测和处理提供了简便明了的理论和方法。     

瓦斯矿井煤巷掘进瓦斯涌出影响因素分析及防治

针对党家河煤矿102回风顺槽煤巷掘进长度超过800 m后回风流瓦斯涌出量超限这一安全问题,开展了煤层瓦斯基础参数测定、掘进工作面瓦斯来源构成分析,及以此为基础的瓦斯防治技术研究。提出并实施了防治掘进工作面瓦斯超限措施,保证了矿井的安全生产,为瓦斯矿井、低瓦斯煤层掘进工作面瓦斯防治,探索了新途径。     

钻孔措施治理厚煤层煤巷瓦斯涌出数值模拟

采用有限体积法对采取钻孔排放瓦斯措施下厚煤层煤巷煤壁瓦斯涌出规律进行了数值模拟,得到不同煤层原始瓦斯压力和透气性系数条件下煤壁煤体瓦斯压力分布与煤壁瓦斯涌出速率。模拟结果表明,与未采取钻孔排放瓦斯相比,钻孔排放瓦斯措施使得煤巷周围一定范围内形成瓦斯泄压区域,厚煤层沿底板煤壁瓦斯涌出速率明显减小;根据模拟结果,采用数据拟合曲线方式得到厚煤层煤巷煤壁瓦斯涌出速率公式,该式可表征采取钻孔排放瓦斯措施下厚煤层煤巷煤壁瓦斯涌出速率。     

阳泉矿区本煤层开采卸压瓦斯运移和涌出规律研究

 为了解决阳泉矿区在开采过程中本煤层瓦斯涌出量大,上隅角瓦斯经常超限的问题,通过对开采过程中9404工作面前方的应力变化和卸压瓦斯运移及涌出规律的研究,得到了工作面前方煤壁的应力变化情况和卸压瓦斯在煤层中的运移和涌出规律,及它们之间关系.从而为本煤层抽采瓦斯正确选择抽采瓦斯钻孔参数,提高瓦斯抽采率,钻孔位置的选择提供了依据。这样能够更好的治理15#煤层工作面瓦斯涌出量大,上隅角瓦斯超限的问题。     

中厚突出煤层顶分层开采瓦斯治理技术研究

鹤煤八矿二1煤层由放顶煤开采转变为顶分层开采后,采空区瓦斯大量涌出造成工作面煤壁瓦斯超限。针对该问题,选取30021中工作面进行分析和试验,制订出适合八矿顶分层开采的瓦斯治理技术方案。介绍了采用高位钻场钻孔结合顶板垂直钻孔方式抽放采空区瓦斯来解决上隅角瓦斯超限和采用顺层钻孔结合底板穿层钻孔方式抽放本煤层瓦斯来解决煤壁瓦斯超限问题。     

高瓦斯综掘煤巷浅孔截流瓦斯抽采技术

为了解决高瓦斯综掘煤巷瓦斯超限问题,提出了高瓦斯综掘煤巷浅孔截流瓦斯抽采技术;分析了综掘煤巷瓦斯涌出规律,提出了通过掘进工作面超前浅孔抽采瓦斯降低落煤瓦斯涌出量和巷帮浅孔抽采瓦斯构筑瓦斯截流"钻墙"降低巷帮瓦斯涌出量的综合技术,并分析了其机理;采用现场实验与理论计算结合的方法,确定了红岭煤矿15181综掘运输巷掘进工作面超前浅孔与巷帮浅孔抽采技术参数;研究结果表明,该技术能够很好的解决高瓦斯综掘煤巷瓦斯超限问题,同时克服了原有长钻孔抽放措施施工困难的缺点,显著提高了高瓦斯综掘运输巷掘进速度。