穿层钻孔预抽瓦斯区域消突效果分析

本文针对单一低透气性突出煤层的突出危险性,基于穿层钻孔区域消突卸压增透机理,采用预测指标法测定煤层瓦斯抽采有效半径,依据测定结果设计穿层钻孔参数,利用岩石底板巷穿层钻孔对煤层卸压增透抽采瓦斯,某突出矿井应用结果表明:穿层钻孔预抽煤层瓦斯后021710掘进工作面煤层残余瓦斯含量与瓦斯压力,钻屑瓦斯解吸指标Δh2和钻屑量S指标均低于始突临界值,瓦斯抽采率达33%。提高了煤层透气性和瓦斯抽采率,保证煤巷安全快速掘进。     

顺层长钻孔预抽煤层瓦斯防突技术在潘三矿的应用

淮南矿业集团潘三煤矿是典型的煤与瓦斯突出矿井。针对潘三矿穿层钻孔预抽煤层瓦斯防突措施消突周期长,工程量大,掘进速度慢等问题,选择17171(1)轨道、运输顺槽试验顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施。自执行顺层长钻孔预抽煤层瓦斯防突措施以来,煤层最大残存瓦斯含量为4.17 m3/t,最大残余瓦斯压力为0.32 MPa,钻屑量S值在4.0～5.4 kg/m之间,钻孔瓦斯涌出初速度q在0.9～2.7 L/min之间,均无超标现象,实现瓦斯零超限,巷道瓦斯涌出量减小,有效地消除了煤与瓦斯突出危险性,实现工作面安全快速掘进。     

祁南煤矿716工作面区域防突措施及效果考察

祁南煤矿地质条件复杂,为煤与瓦斯突出矿井,72煤层为突出煤层。716工作面位于72煤层突出危险区,煤层原始瓦斯含量为9.4~11.7 m3/t,采取顺层钻孔预抽为主、底板穿层钻孔预抽为辅的区域防突措施后;采用直接测定最大残余瓦斯含量、用抽采量反算残余瓦斯含量、钻屑瓦斯解吸指标△h2检验消突效果,各项指标均小于临界值,综合分析认为716工作面抽采后已消除突出危险。     

下向穿层钻孔水力冲孔卸压增透强化抽采瓦斯技术研究

为提高预抽煤层瓦斯消突效果,本文试验了下向穿层钻孔卸压增透强化抽采技术,并在高抽巷区域预抽钻孔中进行了实践。水力冲孔实施后,钻孔的卸压影响范围增大,钻孔周围的煤体变形和透气性增大,抽采瓦斯效果显著提高。对比水力冲孔前后的钻孔瓦斯压力和抽采量变化表明,水力冲孔影响半径达到10m,有效影响半径大于5m。与水力冲孔钻孔平距2.5m抽采孔,瓦斯抽采纯量增大4.25倍,平距5m~6m抽采孔瓦斯抽采纯量增大1.5倍。水力冲孔卸压增透强化抽采技术卸压增透范围大,提高抽采效果显著,为高突煤层预抽消突提供了一种行之有效的方法,值得在低透气性高瓦斯突出煤层消突实践中推广应用。     

石门揭煤多方位立体式预抽瓦斯区域防突技术研究

为了解决西南地区煤矿特殊复杂地质条件下石门揭煤瓦斯抽采布孔空间小、钻孔深度较长、难以保证打钻到位及封孔困难的问题,提出了石门揭煤多方位立体式预抽瓦斯消突方法,通过立体式、全覆盖钻孔布置方式,同时采用钻孔全程下套管,"两堵一注"水泥带压封孔瓦斯抽采技术,防止揭煤区域出现瓦斯抽采空白带,有效降低揭煤区域前方煤层瓦斯含量和瓦斯压力。工程试验结果表明:通过采用多方位立体式预抽瓦斯消突方法,揭煤区域煤体连续45 d抽采,累计抽采瓦斯量329 776.46 m3,瓦斯预抽率达70%,残余瓦斯含量和残余瓦斯压力分别降低为5.800 8 m3/t和0.25MPa;与抽采之前对比,分别下降了69%和79%,有效地治理了煤与瓦斯突出灾害,保障了石门揭煤安全。     

松软低透气性煤层顺层钻孔全程套管预抽瓦斯技术

为了提高松软低透气性煤层的瓦斯抽采效果,针对潘一矿东区1252(1)首采工作面的特点,开展了松软煤层顺层钻孔全程瓦斯预抽技术实践,采取该措施后,单孔瓦斯抽采体积分数由原来的20％ ～ 40％提高到90％,瓦斯抽采纯量由原来的0.08 m3/min提高到0.25 m3/min,且最大单孔瓦斯抽采纯量达0.51 m3/min;评价单元瓦斯抽采纯量提升近35％,且流量稳定;单元抽采达标时间由传统预抽工艺的93 d,减少到采用顺层钻孔全程套管预抽瓦斯技术后的26 d,达到了快速消突和均匀消突的目的.     

采煤工作面顺层钻孔消突效果评价

为了消除石港煤矿15111工作面的煤与瓦斯突出危险性,采用顺层平行钻孔及交叉网格钻孔进行本煤层瓦斯预抽。依据《煤矿安全规程》及《煤矿瓦斯抽采基本指标》等规范,采用钻孔指标、瓦斯指标及瓦斯预抽率进行消突效果评价并分析了评价结果的可靠性。数据显示,预抽钻孔布置合理,吨煤钻孔量为0.136 m/t,没留空白带;残余瓦斯含量为1.70～7.94 m3/t,残余瓦斯压力为0.09～0.46 MPa;瓦斯预抽率达到30%以上。结果表明,15111工作面消突措施效果明显,突出危险性已经解除,可以实施安全回采。     

张集煤矿13-1煤层底板穿层钻孔优化布置的分析与研究

对于未受采动卸压消突的高突煤层,在不具备开采保护层条件时,煤层底板穿层钻孔预抽瓦斯成为了主要的区域性防突措施,通过分析穿层钻孔区域预抽瓦斯消突机理及影响因素,结合张集煤矿13-1煤层底板穿层钻孔预抽瓦斯消突的实践,测量钻孔抽采半径和排放半径,优化穿层钻孔设计参数,统计了煤层的瓦斯基础参数和突出指标,对预抽消突效果进行了评价,提出钻孔的优化布置方案。     

高突低透煤层煤巷安全掘进技术的探讨

淮北杨柳煤矿1601工作面煤层瓦斯压力与含量均远大于《防突规定》临界值,突出危险性严重,矿井的生产得不到安全有效保障。为此,在1061风巷采用底板岩巷穿层钻孔,预抽煤巷条带煤层瓦斯的区域防突措施。该措施实施后,抽排瓦斯量46.86万m3,抽排率为56.20%,预抽后经理论计算的煤层残余瓦斯含量为5.96 m3/t,现场实测残余瓦斯压力及其含量最大值为0.37 MPa、5.36 m3/t,根据残余瓦斯含量的理论计算值和现场实测最大值分别计算,得出可解吸瓦斯量为4.83,4.23 m3/t,均符合《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》的要求。     

新义矿采煤工作面区域瓦斯抽采效果研究

为了消除采煤工作面煤与瓦斯突出危险性,保证工作面接替工作的顺利进行,根据新义矿11031采煤工作面煤层赋存与瓦斯的具体情况,选择采用(本)煤层顺层平行钻孔预抽回采区域煤层瓦斯的区域防突措施。预抽工作面煤层瓦斯后结果表明:预抽钻孔布置均匀无空白带,整个回采区域划分为4个评价单元;累计抽采瓦斯量112.4万m3,抽采率达33.8%,根据瓦斯抽采量计算残余瓦斯含量为5.45~7.16 m3/t;实测残余瓦斯含量3.89~6.77 m3/t,可解吸瓦斯含量为2.69~5.57 m3/t。各项评价指标均满足《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》的要求,可以判定11031采煤工作面区域瓦斯抽采效果达标。     

土城矿石门揭煤跨区段精准消突技术研究及应用

为解决近距离煤层群石门频繁揭煤的问题,提出跨区段施工穿层长钻孔预抽石门揭煤区域瓦斯,大大缩短瓦斯治理时间,减少抽采巷工程量。采用COMSOL多场耦合模拟软件建立了瓦斯抽采流固耦合模型,探讨了有效抽采半径与预抽时间的关系,结果表明:瓦斯抽采模拟结果表明钻孔的有效影响半径随着预抽时间的延长而逐渐增大,但当超过阈值后,继续延长抽采时间对于提升瓦斯抽采效果并不明显。因此合理的预抽周期为3个月,此时的有效抽采半径达到2.06 m。石门揭煤跨区段消突效果检验煤层最大残余瓦斯含量4.5 m~3/t,瓦斯压力0.32 MPa;钻屑瓦斯解吸指标K_1最大值为0.32 mL/(g·min~(1/2)),达到了精准消突的目的。     

中马村矿211西工作面瓦斯综合抽采技术应用

为消除中马村矿211西工作面煤与瓦斯突出危险性,保证工作面安全生产,通过设计三条底抽巷穿层钻孔及进、回风巷顺层钻孔预抽煤层瓦斯,在合理钻孔布置设计下,无抽采空白带,经瓦斯抽采后实测残余瓦斯含量最大值为5.44 m³/t,最大残余瓦斯压力0.38 MPa,最大残余瓦斯含量及残余瓦斯压力均小于检验指标,消突措施效果良好,经评判已消除突出危险性,工作面满足安全回采条件。     

新安煤矿采煤工作面消突评价

为了消除采煤工作面煤与瓦斯突出危险性,实现安全回采,新安煤矿在14221采煤工作面采用了本煤层平行钻孔抽放煤层瓦斯,抽放钻孔量为0.129m/t,采前瓦斯预抽率31.2%,采前残余瓦斯含量为0.84～6.78m3/t。根据《防治煤与瓦斯突出规定》采用钻孔指标法、残余瓦斯量法以及煤层瓦斯预抽率进行消突评价,并对评价结果的可靠性进行了分析,结果表明,该工作面为无突出危险性。同时根据现场情况,对该采煤工作面后期回采时所采取的防突措施提出了建议。     

煤巷掘进工作面瓦斯预抽防突措施及效果研究

在分析穿层钻孔防突机理的基础上研究了运用煤层底板巷穿层网格钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯的区域消突措施,设计优化了钻孔技术参数;采用间接法及自编软件通过现场测定的残余瓦斯含量反算了残余瓦斯压力,各项指标较抽采前均有较大的降低,降到了临界值以下。通过拟合曲线及现场测定计算了瓦斯抽采率,达到了抽采要求。煤巷掘进过程中未再出现动力现象,解决了采掘失衡的问题,保证了煤巷安全快速掘进。     

基于煤层原始瓦斯含量和压力的割缝钻孔有效抽采半径测定

为了准确测定割缝钻孔的有效抽采半径,基于煤层原始瓦斯含量和压力,通过将预抽率30%与残余瓦斯含量8 m3/t这2个消突指标相结合,提出了新的割缝钻孔有效抽采半径判定指标:当煤层原始瓦斯含量11.3 m3/t时,将压降大于煤层原始瓦斯压力的50%作为确定有效抽采半径的指标;当煤层原始瓦斯含量11.3 m3/t时,将压降64/q2作为确定有效抽采半径的指标。在杨柳煤矿进行了现场试验,最终确定割缝钻孔的有效影响半径为5 m。通过对抽采指标及残余瓦斯含量的考察,验证了上述指标的有效性和可靠性。     

长距离定向钻孔预抽瓦斯区域消突技术研究

为降低煤层内的瓦斯压力和突出危险性,石港煤业设计在15107工作面应用长距离定向钻孔预抽瓦斯区域消突技术。现场应用表明,各个钻孔抽采瓦斯最低浓度均在40%以上,瓦斯抽采纯量在0.5m~3/min以上,钻孔覆盖区域煤层瓦斯抽采率达到82.2%,抽采效果良好,煤层瓦斯含量和压力均降至突出临界指标以下,消突效果明显。     

单一突出煤层瓦斯抽采效果研究

为解决某矿14121工作面煤层松软、透气性差、瓦斯压力大、瓦斯含量高、突出危险性严重等制约矿井安全生产的问题,根据煤层赋存及瓦斯灾害情况,采用顺层钻孔预抽煤巷条带及回采区域煤层瓦斯措施。实践表明,累计抽采量达248.36万m3,抽采率为56.5%,预抽后计算的煤层残余瓦斯含量为7.45 m3/t,实测煤层残余瓦斯含量最大值为6.75 m3/t,计算得出可解吸瓦斯量分别为2.94和2.24 m3/t,均满足《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》的要求,可以判定该工作面瓦斯预抽效果达标。     

新景矿本煤层水力造穴技术研究与应用

为解决新景矿3#煤层低透气瓦斯高突问题,卸压消突并提高工作面预抽瓦斯量,在3216工作面对本煤层水力造穴技术进行试验。应用新工艺技术后,与原本煤层钻孔抽采效果对比分析发现:水力造穴钻孔平均抽采浓度为42.4%,为原本煤层钻孔的1.6倍;瓦斯抽采纯量平均为0.094 m3/min,是原本煤层钻孔抽采量的2.3倍,提高了本煤层瓦斯抽采量,达到了消突增透的目的。     

基于底板瓦斯抽采导巷的小角度石门快速揭煤技术研究

朱集西煤矿中央矸石运输机巷小角度揭11-2煤层,揭煤长度达80 m左右。为了解决在揭煤工作面迎头施工突出危险性预测钻孔和预抽消突钻孔效果不理想这一问题,采用在揭煤区域煤层底板施工瓦斯抽采导巷对揭煤区域进行突出危险性预测和区域消突。实施消突措施后,残余瓦斯压力、残余瓦斯含量均远低于突出临界值,预抽钻孔工程量减少40%,揭煤时间大大缩短。     

基于底板瓦斯抽采导巷的小角度石门快速揭煤技术研究

朱集西煤矿中央矸石运输机巷小角度揭11-2煤层,揭煤长度达80 m左右。为了解决在揭煤工作面迎头施工突出危险性预测钻孔和预抽消突钻孔效果不理想这一问题,采用在揭煤区域煤层底板施工瓦斯抽采导巷对揭煤区域进行突出危险性预测和区域消突。实施消突措施后,残余瓦斯压力、残余瓦斯含量均远低于突出临界值,预抽钻孔工程量减少40%,揭煤时间大大缩短。