松软煤层抽采钻孔全程下筛管护孔高效抽采技术研究及应用

针对松软煤层抽采钻孔塌孔造成的抽采效果较差问题,在新景矿进行了全程下筛管护孔工艺试验,通过对比采用全程下筛管和退钻后下筛管两种工艺的筛管下放率和瓦斯抽采参数数据,得出采用全程下筛管护孔技术的钻孔抽采浓度、抽采纯量比对比试验孔提高了1倍左右,抽采达标时间大大缩短,实现了高效抽采,保障了矿井的安全生产。     

松软煤层全孔段下放筛管瓦斯促抽技术研究

针对松软煤层瓦斯抽采钻孔成孔难、易塌孔、抽采效果差等问题,对钻进工艺进行改进,采用钻孔全段下放筛管技术工艺,并在华泰煤矿11070采煤工作面采用该工艺与传统钻具工艺的瓦斯抽采效果进行对比试验,结果表明:采用全孔段下放筛管技术的瓦斯抽采浓度平均值比改进前提高了9倍多,瓦斯纯量平均值提高了12.1倍。此技术解决了筛管护孔下放深度和钻孔深度相接近的技术难题,提高了采煤工作面瓦斯预抽消突效果。     

松软低透气性煤层钻孔下筛管高效抽采瓦斯技术实践

为了解决松软低透气性煤层顺层钻孔塌孔难题,义马煤业集团在新安矿区突出矿井采掘工作面进行了顺层钻孔全程下筛管高效抽采瓦斯技术试验。通过对比全程下筛管本煤层顺层钻孔和未全程下筛管本煤层顺层钻孔的抽采浓度、抽采纯量数据,采用全程下筛管技术的单孔瓦斯抽采浓度和瓦斯抽采纯量比对比孔提高1倍以上,实现了"钻孔到位、筛管到底、抽采效果最优"的目标,确保了矿井安全高效生产。     

定向顺层钻孔“钻-冲-护”一体化增透技术试验

针对松软低透煤层瓦斯抽采钻孔塌孔严重、瓦斯抽采效果差、抽采达标周期长、抽掘采衔接紧张等问题,基于现有装备,提出了定向顺层钻孔"钻-冲-护"一体化低透煤层高效促抽瓦斯技术,该技术在长平煤矿实践表明:大功率定向钻机施工煤段长度达到340 m,煤段水力冲孔后总返煤量260.46 t,扩孔孔径φ0.87 m。对冲孔方式进行考察,发现回转冲孔方式和交叉冲孔方式效率优于水平冲孔方式。未采取下筛管工艺抽采钻孔平均瓦斯浓度为25.05%;全程下筛管护孔抽采钻孔平均瓦斯浓度为49.10%,一体化工艺下抽采钻孔百米瓦斯纯流量比普通钻孔水力冲孔护孔后抽采钻孔百米瓦斯纯流量提高了约11倍,瓦斯流量衰减系数降低了9.4%。瓦斯抽采浓度提高约2倍,百米抽采瓦斯纯量由0.08 m³/min增至0.94 m³/min,瓦斯抽采效果明显,保障了矿井的安全高效生产。     

土城矿松软煤层下筛管瓦斯抽采技术试验研究

针对土城矿煤层松软成孔困难、孔壁易坍塌、钻孔瓦斯抽采效率低下、煤层瓦斯难以被抽出的问题,提出采用下筛管技术,通过对软煤层钻孔形成内部支撑力,达到提高钻孔稳定性与瓦斯抽采效率的目的。现场试验表明:采用钻杆内下筛管技术,筛管下放率可达95%以上,钻孔平均瓦斯抽采量比退钻后下筛管及未下筛管分别提高2.5倍和9.2倍,瓦斯平均浓度分别提高1.87倍和12.03倍。     

松软煤层全孔段下筛管瓦斯抽采技术与装备研究

以潞安李村煤矿为研究对象,研发新型全孔段下筛管技术的配套设备及工艺流程,并进行了工业试验。结果表明:松软煤层全孔段下筛管技术成孔率是传统下筛管技术的2倍。该工艺可以对裸孔进行护孔,降低钻孔塌孔率,提高了下筛管效率,增加了经济效益;全孔段下筛管工艺下瓦斯浓度稳定在30.6%,是传统工艺下瓦斯浓度的2.83~2.85倍;利用全孔段下筛管工艺可以使单孔纯瓦斯流量提高近2.15~2.36倍,效果明显;松软煤层全孔段下筛管护孔瓦斯抽采效果远高于传统下筛管瓦斯抽采工艺,提高了钻孔的可靠性,保证了瓦斯的抽采效率,解放了生产力,具有良好的推广应用前景。     

软弱煤层预抽钻孔防塌孔及增抽技术研究

软弱煤层瓦斯抽采钻孔成孔后,因煤质松软致使塌孔,造成瓦斯抽采浓度低、纯量低等问题。针对该问题提出采用筛管护孔抽采工艺,并在某矿23采区1~#回风下山掘进工作面与常规钻孔抽采工艺进行现场工业性试验,试验结果显示:采用筛管护孔抽采工艺可以使瓦斯抽采浓度达到39.2%,比常规抽采工艺提高了近1.6倍;纯瓦斯流量达到0.24 m~3/min,比常规抽采工艺提高了近1.8倍。该技术很好地解决了软弱煤层抽采钻孔容易塌孔、抽采效果差的问题,增加了工作面瓦斯抽采量,提高了工作面预抽瓦斯治理效果,具有很好的应用前景。     

松软煤层筛管护孔瓦斯抽采技术与装备

针对松软煤层顺层瓦斯抽采钻孔成孔难、抽采距离短、抽采效果较低等问题,介绍了松软煤层筛管护孔瓦斯抽采技术与装备及施工工艺,通过在丁集煤矿的工业性试验,解决了筛管护孔下入深度与钻孔深度相接近的技术难题,实现了高负压、高浓度、大流量高效抽采,提高了采煤工作面瓦斯预抽消突效果,采煤工作面煤体瓦斯抽采达标时间缩短28％,瓦斯抽采体积分数可提高10％ ～ 20％.     

松软破碎煤层顺层孔全程下筛管护孔抽采技术研究

针对余吾煤业松软破碎煤层打钻困难,成孔后由于煤质松软、瓦斯压力大、地应力等原因导致钻孔塌孔,堵塞瓦斯抽采通道,影响抽采效果的难题。研究了松软破碎煤层成孔后全程快速下筛管,既解决了松软煤层钻孔塌孔问题,又解决了退钻后筛管下入深度浅和下筛管效率低的问题,其效果对本煤层破碎区域瓦斯快速抽采达标具有重要的工程意义。     

松软煤层快速全孔筛管护孔高效瓦斯抽采技术

针对松软煤层钻孔抽采瓦斯浓度低、抽采量小且易坍塌堵塞的现状,提出了松软煤层快速全孔筛管护孔高效抽采瓦斯技术,并介绍了相关的关键装备。淮南矿区典型矿井现场应用表明:通过使用该技术,75%的钻孔可在1 h以内完成,所有钻孔在2 h内完成,85%的钻孔筛管可安设至孔深的81%以上;单孔抽采瓦斯体积分数由30%增至60%,抽采瓦斯纯量由0.03 m3/min增至0.06 m3/min;评价单元抽采瓦斯体积分数提高约120%,瓦斯抽采纯流量由2.0 m3/min增至4.2 m3/min。该技术的使用避免了因钻孔坍塌导致的钻孔失效,大幅提高了钻孔预抽瓦斯的可靠性,保证了工作面瓦斯预抽的效果。     

赵庄矿冲孔钻孔优化布置与研究

为确保赵庄矿冲孔钻孔合理布置，采用COMSOL数值模拟软件内嵌流固耦合方程，对不同冲孔出煤量的有效抽采半径进行了模拟。结果表明，冲孔出煤量的增加可有效提高钻孔有效抽采半径，瓦斯抽采180 d时，冲孔钻孔每米出煤量为0.50，0.75，1.00 t的有效抽采半径分别为5.3，5.6，6.0 m。不同出煤量钻孔瓦斯抽采效果的差异性随着抽采时间的延长显著增强；钻孔冲出煤量与瓦斯有效抽采半径之间的演变规律呈线性关系。现场冲孔钻孔影响半径考察试验结果表明:现场冲孔出煤困难时，钻孔每米极限出煤量0.75 t的影响半径为5 m。     

碎软煤层筛管护孔技术在乌兰煤矿的应用

针对乌兰煤矿穿层钻孔完孔后孔壁易坍塌而堵塞瓦斯抽采通道,造成瓦斯抽采效率降低的问题,提出了一种碎软煤层筛管护孔技术。在分析乌兰煤矿地质概况的基础上,介绍了筛管护孔技术的技术原理和配套装备,选用了合理的筛管护孔钻具组合,制定了筛管护孔试验流程,在乌兰煤矿1080瓦斯治理巷进行了应用试验。试验结果表明,筛管下入器下筛管速度是人工下筛管速度的2~3倍;下入筛管试验钻场相比不下入筛管钻场瓦斯抽采纯量提高14.3%。碎软煤层筛管护孔技术筛管下入效率高,护孔效果显著,满足碎软煤层护孔的技术要求。     

水力冲孔技术在瓦斯抽采中的应用

为推进水力冲孔卸压增透技术的推广应用,增加煤层透气性,提高矿井瓦斯抽采效率,在陈四楼煤矿开展水力冲孔卸压增透技术试验,考察该技术的作业工效和增透效果,数据分析结果表明:试验区煤层地质条件下,冲孔水压为8~10 MPa时,每米煤孔冲煤1.4 t所需的时间约为25.3 min,水力冲孔后钻孔两个月内的平均抽采浓度提高了3倍,平均单孔抽采纯量提升了2倍左右,卸压增透效果显著,为矿井瓦斯治理技术水平的提升提供支撑。     

纤维加筋固化淤泥力学特性影响研究

水泥固化淤泥虽然能够在强度上满足工程要求，但是其表现出明显的脆性。为了探讨纤维加筋对固化淤泥力学特性的影响，通过开展不同加筋率、不同纤维长度以及不同加筋纤维材料的一系列单轴抗压强度试验，对纤维加筋固化淤泥的力学特性进行分析和探讨。结果表明:纤维的掺入能够很好地改善固化淤泥土的力学特性；随着纤维掺量的增加，纤维固化淤泥土的强度逐渐提高，并且纤维的质量加筋率大于0.2%时，加固效果较好；在相同加筋率的情况下，纤维长度为12 mm时，纤维固化淤泥土的强度最大，利用纤维加筋时应该考虑最优的纤维长度；聚丙烯纤维和聚丙烯腈纤维的加筋效果相差不大，聚乙烯醇纤维的加固效果最好。     

囊袋式“两堵一注”带压注浆封孔工艺关键参数技术研究

针对杨河煤业顺层钻孔存在封孔质量差、抽采浓度低和有效抽采时间短等难题，通过理论分析和现场试验，确定了杨河煤业囊袋式“两堵一注”带压封孔工艺技术参数，验证了囊袋式“两堵一注”带压注浆封孔技术在杨河煤业的适用性。试验表明，在考察时间内，试验组平均瓦斯抽采浓度提高了4.5%～13.5%，效果显著，同时减少了钻孔漏气，为下一步瓦斯抽采提供了可靠的技术支撑。     

孔板流量计在瓦斯抽采计量中的误差来源分析

瓦斯抽采计量为煤矿采掘工作面抽采效果分析和瓦斯抽采达标评判提供基础数据，采用合适的流量计量工具能够起到事半功倍的效果。孔板流量计以操作简易、计量准确的优点被广泛应用于矿井瓦斯抽采计量工作。受瓦斯抽采管路中恶劣的计量环境及其他因素影响，孔板流量计在使用过程会出现数据波动，存在计量误差的问题。结合孔板流量计计量的方法和步骤，对误差来源深入分析研究，得出安装、流体杂质阻塞、附属物选择、人工操作等方面造成的流量计量误差原因，采取有针对性的措施以减少系统、环境和人为误差影响。瓦斯抽采计量误差的减少和消除，有效提高了瓦斯抽采计量的准确性，是提高灾害防治效果和效益的重要手段，是安全生产的重要保证。     

“两堵一注”封孔工艺在银北矿区的应用研究

针对银北矿区抽采钻孔普遍存在封孔质量差、抽采浓度低及有效抽采时间短的难题，通过理论分析和现场试验，确定了“两堵一注”带压封孔的工艺技术参数。研究结果表明，赛瑞封孔剂结合“两堵一注”的封孔工艺克服了原封孔工艺中存在的弊端，加长了封孔深度和封孔长度，有效提高了煤层瓦斯的抽采效果，具有较好的适用性。     

钢丝反复弯曲试验结果影响因素分析

反复弯曲试验是钢丝绳力学性能检测试验中的一项重要韧性指标。为了分析弯曲次数重复性较差的原因，在检测环境相同的条件下，采用对比分析的方法分别对试样矫直程度、试样夹持位置、张紧力、弯曲半径、拨杆孔直径等因素进行分析。结果表明，为了使试验结果重复性好，离散度小，要严格按照GB/T 238—2013《金属材料 线材 反复弯曲试验方法》进行相关操作。     

煤炭易自燃煤层采空区温度预测方法研究

常用温度预测方法建立的温度预测模型，多采用正向传播的方式，导致温度预测结果与实际测量结果存在较大的误差。针对该问题，提出煤炭易自燃煤层采空区温度预测方法。根据采空区中存在的易燃气体，选择气体浓度传感器采集样本数据，并针对数据采集过程中存在的缺失、重复、多单位等问题进行删除、填充和归一化处理；引入神经网络，建立温度预测模型，采用正向传播和反向传播2种方式训练模型误差；从平均绝对误差、平均绝对百分比误差、均方根误差和判定系数4个方面检验温度预测模型，输出温度预测结果。实验结果表明:设计煤炭易自燃煤层采空区场景，研究方法的预测温度结果与测量温度结果之间的绝对误差小于1，相对误差小于0.01，可认为所述温度预测方法具有较好的精度，能够为煤炭开采提供一定的参考价值。     

“两堵一注”+内外双管封孔法在顺层钻孔封孔中的应用研究

基于对孔周裂隙分布特征及巷周煤岩蠕变特征的分析，确定了顺层钻孔漏气的原因，并结合义棠煤业10号煤层的赋存条件，提出了顺层钻孔“两堵一注”+内外双管封孔方法。现场应用表明，该方法可有效封堵孔周的裂隙和巷周煤体蠕变造成的裂隙，且取得了良好的封孔效果。