突出矿井顶层综采工作面采空区瓦斯分源抽采综合技术研究

针对九里山矿14141综采工作面高位抽采钻孔及自主加工上隅角封堵模块配合埋管抽放的立体式抽放方式,对工作面高位抽采钻孔及上隅角埋管抽放的瓦斯抽采管路系统进行改造,高位抽采钻孔由地面南风井瓦斯抽采泵站进行抽采,上隅角埋管抽放由西风井地面瓦斯抽采泵站进行抽放,从而达到以最少投入,获得最佳的采空区瓦斯治理效果,该技术的应用有效地解决了回采工作面上隅角瓦斯超限问题。     

高位钻孔与采空区埋管联合抽放技术的数值模拟

为了研究高位钻孔与采空区埋管联合抽放治理采空区瓦斯的效果,以山西某矿8101工作面为研究对象,采用fluent数值模拟软件,分别对无抽采作用、单独使用埋管法、单独使用高位钻孔抽采和这两种方法联合抽采时工作面瓦斯抽采效果进行对比分析,得出高位钻孔与40 m埋管抽放配合使用时,回风侧的采空区瓦斯浓度明显降低,上隅角瓦斯超限情况得到了控制,相较于单独使用各方法,其抽采率更高,抽采效果更加明显。因此,可以采用这两种抽采方法配合使用的方法,解决8101工作面上隅角瓦斯超限问题。     

特厚煤层综放工作面高位钻孔优化布置及效果分析

介绍了高位钻孔瓦斯抽采是有效解决工作面上隅角瓦斯超限的重要措施,但钻孔层位布置将直接影响工作面瓦斯治理效果。针对屯宝煤矿特厚煤层综放工作面高位钻孔抽采现状,通过现场考察高位钻孔瓦斯抽采效果,对比分析并不断优化调整高位钻孔布置方式,最终确定了合理的钻孔布置方式。结果表明:高位钻孔布置层位为7~9倍采高时,可以有效保证瓦斯抽采效果,工作面瓦斯抽采率达到60%以上,上隅角瓦斯得到了有效控制,瓦斯治理效果良好。     

伯方煤矿综采工作面瓦斯综合抽采技术

为保证工作面瓦斯抽放效果满足其安全生产要求,分析伯方煤矿瓦斯地质情况,并提出本煤层顺层钻孔抽放、采空区高位钻孔抽放及上隅角抽放相结合的瓦斯抽放技术。针对上隅角埋管抽放效果不好的问题,提出插管抽放技术,上隅角瓦斯浓度由原来的0.6~0.8%降为0.4~0.5%。由对工作面采取综合抽放措施后的抽放效果可知:3205工作面评价单元内瓦斯抽采效果满足抽采达标要求,满足工作面安全生产的要求。     

综采工作面瓦斯综合抽采技术应用研究

为了保证工作面瓦斯抽放效果满足安全生产要求,在对伯方煤矿瓦斯地质情况分析的基础上,提出本煤层顺层钻孔抽放、采空区高位钻孔抽放及上隅角抽放相结合的瓦斯抽放技术。同时针对上隅角埋管抽放效果不佳的问题,提出插管抽放技术。采取综合抽放措施后,上隅角瓦斯浓度由原来的0.6%~0.8%降为0.4%~0.5%,3205工作面瓦斯抽采效果满足了抽采达标要求,确保了工作面的安全生产。     

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。     

瓦斯综合抽采技术在综采工作面的应用研究

为了工作面瓦斯残余量满足《煤矿瓦斯达标暂行规定》的要求指标,以3205工作面为研究对象,采用顺层钻孔抽放、上隅角抽放、高位钻孔抽放等抽放技术,以此减少本煤层绝对瓦斯涌出量。采用插管抽放技术可以解决上隅角埋管抽放效果不理想的问题,使上隅角瓦斯浓度降低0.2%～0.3%。由常村煤矿工作面的抽放效果可知,工作面瓦斯抽放效果达到抽采指标和满足其安全生产的要求。     

定向钻机在厚煤层综放工作面瓦斯治理的实践与应用

为解决石泉煤业综放工作面回采期间上隅角瓦斯浓度高的问题,开展大功率定向钻机顶板走向高位钻孔抽采裂隙带瓦斯应用实践。实践表明：定向钻机施工顶板走向高位钻孔具有抽采效果持续时间较长、钻孔利用率较高的优势;通过30108综放工作面布置煤层顶板走向长钻孔,钻孔长约400 m,钻孔垂深36～48 m,各钻孔内瓦斯浓度基本控制在20%以内;抽采钻孔前后工作面上隅角瓦斯浓度分别为0.78%和0.57%,瓦斯浓度降低26.9%。试验成果为同类瓦斯治理技术提供了有意义的参考和借鉴价值。     

近距离煤层群高位定向长钻孔瓦斯抽采实践

为有效解决青龙煤矿21602工作面采煤期间上隅角瓦斯浓度超限问题,利用定向钻进技术的轨迹可控、覆盖区域广等优势,在21602工作面布置高位定向长钻孔抽采采动卸压瓦斯。介绍了高位定向长钻孔瓦斯抽采技术原理,分析了钻孔布置层位及设计方案,通过现场实践确定了21602工作面高位定向长钻孔优先布置在顶板距离煤层16～28 m区域。实践表明,21602工作面采煤期间上隅角瓦斯浓度由抽采前的最高值0.72%降低到抽采期间的0.20%～0.40%,单孔抽采瓦斯纯流量达1.58 m³/min,有效保证了工作面的高效安全回采,可为近距离煤层群上隅角瓦斯治理提供经验。     

神东矿区综采工作面上隅角瓦斯治理技术研究

为了解决神东矿区北部区低瓦斯矿井综采面上隅角瓦斯超限难题，保证综采工作面上隅角气体正常，采取多种形式瓦斯抽采治理技术，主要包含上隅角插管抽放、采空区密闭插管抽放和采空区钻孔埋管抽放工艺，瓦斯抽采率达到45%～64%,取得了很好的抽采效果，实现了对上隅角气体的有效管控。在抽采工艺应用过程中，优化了瓦斯抽放硐室设计，丰富了管路布置方式，同时配合采取辅助控制技术，工作面回采期间回风隅角瓦斯浓度显著降低，解决了综采工作面回采期间回风隅角瓦斯局部积聚超限的现场难题。     

高位钻孔瓦斯抽采技术的模拟与实践

为了研究高位钻孔抽采效果,以曙光矿1208工作面为背景建立采空区瓦斯运移模型,使用FLUENT数值模拟软件对抽采前后工作面及采空区瓦斯运移规律进行数值模拟。结果表明:抽采前工作面上隅角和回风巷瓦斯浓度分别达到1.2%和1.3%;抽采后,上隅角瓦斯浓度为0.68%,工作面瓦斯浓度维持在0.6%左右,钻孔周围和工作面附近形成了低瓦斯浓度带,证明高位钻孔能有效抽采采空区瓦斯。经现场实践,实测1208工作面和上隅角瓦斯浓度分别在0.2%和0.4%上下波动,工作面瓦斯浓度得到有效控制。     

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。     

综采工作面瓦斯综合抽采技术研究

为了工作面瓦斯残余量满足《煤矿瓦斯达标暂行规定》的要求指标,以伯方煤矿为研究对象,采用顺层钻孔抽放、上隅角抽放、高位钻孔抽放等抽放技术,以此减少煤层绝对瓦斯涌出量。采用插管抽放技术可以解决上隅角埋管抽放效果不理想的问题,使上隅角瓦斯浓度降低0.2%～0.3%。由伯方煤矿3205工作面的抽放效果可知,工作面瓦斯抽放效果达到抽采指标和满足其安全生产的要求。     

利用高位钻孔抽采技术治理综采工作面瓦斯超限研究

针对同家梁矿2301工作面在回采期间,工作面瓦斯超限异常现象,研究发现同家梁矿2501综采工作面瓦斯主要由四个部分构成,分别是2501工作面煤壁瓦斯涌出、回采落煤瓦斯涌出和采空区遗煤瓦斯涌出,以及上覆13号煤层赋存的瓦斯。在分析2301工作面来源的基础上,采用高位钻孔瓦斯抽采技术治理瓦斯超限。通过抽采瓦斯,2301工作面瓦斯浓度为0.20%,上隅角瓦斯浓度为0.38%瓦斯抽放效果良好,钻孔设计方案合理有效,达到了高位钻孔预期的瓦斯治理效果。     

高位钻孔抽采在煤矿瓦斯治理中的应用

针对某矿3304工作面瓦斯涌出量大的问题,介绍了高位钻孔抽采的钻孔布置及施工参数,分析了钻孔对采空区瓦斯抽采效果。实践表明:高位钻孔抽采浓度高,抽采纯量大,抽采瓦斯效果好,有效解决了工作面上隅角及回风巷瓦斯超限的问题,保证工作面的安全生产。     

岳城矿采空区综合高位钻孔瓦斯抽采技术研究

高瓦斯矿井采空区瓦斯的大量涌出是造成采面上隅角及回风巷瓦斯浓度增高的主要原因。采用辅助切眼高位钻孔与横川高位钻孔2种方法相综合的高位钻孔抽采模式对采空区进行瓦斯抽采,并在岳城煤矿1307(上)综采工作面进行了实验。结果表明:当采面推进至120 m时,采空区综合高位钻孔单孔平均瓦斯抽放浓度达到50%,单孔平均抽放纯量达到3 m3/min,上隅角处的瓦斯浓度降至0.3%以下,抽采效果明显。这为今后高瓦斯矿井回采工作面采空区瓦斯治理积累了宝贵的经验。     

高位钻孔抽采采空区瓦斯数值模拟研究

为了解决某矿3307工作面采空区瓦斯抽采效率低、工作面上隅角瓦斯易超限问题,提出了高位钻孔抽采采空区瓦斯方法,结合数值模拟分析得出高位钻孔能改变采空区流场,有效抑制工作面和上隅角瓦斯积聚。研究结果表明,采用高位钻孔抽采采空区时,抽采负压和钻孔布置层位不宜无限放大,当抽采负压取值为20 kPa、钻孔布置位置在工作面上方30 m时,抽采的性价比最高。     

综放工作面高位定向钻孔层位参数优化与应用实践

为了有效解决综放工作面上隅角瓦斯治理难题,通过高位定向钻孔瓦斯抽采技术,研究高位定向钻孔层位与瓦斯抽采效果的关联特性。以王家岭矿综放工作面为跟踪研究对象,计算了工作面冒落带与裂隙带的理论高度,分别从水平错距和垂直层距分析不同错距区与层距区对瓦斯抽采浓度与抽采纯量的影响,得出同一层距区和错距区内的最佳布孔层位。试验结果表明：工作面上隅角瓦斯浓度降至0.64%,证明了选择不同区域优化后的钻孔层位能有效的解决上隅角瓦斯超限问题,保证了综放工作面的安全、高效生产。     

采空区顶板高位定向钻孔差异化布置与抽采效果分析

为解决高瓦斯矿井采空区上隅角瓦斯超限问题,基于回采工作面回采过程中顶板破坏规律,结合顶板高位定向钻孔抽采采空区和上隅角瓦斯治理技术原理,提出采空区顶板高位定向钻孔差异化布置。通过数值模拟寺河矿E5302工作面顶板破坏规律,得到距回风侧煤壁90 m范围内不同位置张拉破坏高度关系式,为高位定向钻孔在回采面回风侧横向一定范围内差异化精准布置提供参考依据,确定采空区顶板高位定向钻孔布置层位为距顶板垂直距离30~45 m;现场试验期间,差异化布置顶板高位定向钻孔抽采瓦斯浓度高、流量稳定,整体抽采效果较好,有效抽采瓦斯时间达50 d以上,在抽采稳定时期钻场钻孔平均纯瓦斯抽采量达15.5 m~3/min,上隅角瓦斯体积分数控制在0.44%左右,保障了矿井回采期间安全。     

漳村煤矿高位钻孔布置参数优化

为提高高位钻孔的抽放效果,利用浓度法对漳村煤矿的裂隙带高度进行了现场考察,并根据考察结果对高位钻孔的布置参数进行了优化,并将优化后高位钻孔抽采技术应用于2203工作面。抽采结果表明,优化后高位钻孔抽放措施有效地解决了上隅角瓦斯超限问题。