复产矿井瓦斯涌出量预测影响因素及偏差分析

针对复产矿井采掘期间配风依据不足的问题,在分析复产矿井瓦斯涌出量影响因素的基础上,以湖南省利民煤矿为研究对象,采用分源法和统计法,对矿井达产时不同生产时期的瓦斯涌出量进行定量预测和偏差分析。研究结果表明,采用分源法预测的矿井相对瓦斯涌出量为55.34～90.59 m³/t,绝对瓦斯涌出量为36.90～60.39 m³/min;采用统计法预测的矿井相对瓦斯涌出量为59.49～72.51 m³/t,绝对瓦斯涌出量为29.19～33.81 m³/min,矿井瓦斯涌出量随开采年度呈线性增加趋势;矿井相对瓦斯涌出量预测误差为6.98%~19.96%,受控于开采层及邻近层的煤厚、煤层原始瓦斯含量、开采深度、地质条件等自然因素,而矿井绝对瓦斯涌出量预测误差为20.89%~44.01%,受控于开采规模、开采顺序、回采进度等生产因素和停产导致的时间因素变化。     

镇城底矿22208工作面瓦斯治理技术探讨

采用分源预测法计算得到镇城底煤矿22208工作面回采时本煤层相对瓦斯涌出量为3.06 m^3/t,绝对瓦斯涌出量为6.38 m^3/min,邻近层绝对瓦斯涌出量为2.53 m^3/min。采用“本煤层顺层钻孔抽采+裂隙带高位钻孔抽采+采空区回风隅角插管抽采”技术方案进行工作面瓦斯治理。现场瓦斯监测表明,工作面回采期间,回风瓦斯浓度保持在0.4%~0.6%之间,保证工作面安全生产。     

分源预测法在大型矿井瓦斯涌出量预测中的应用

为准确掌握矿井瓦斯涌出量,实测了赵庄煤矿3#煤层的含量、吸附常数等瓦斯赋存参数,分析了瓦斯赋存规律,得到3#煤层瓦斯含量与埋藏深度的关系模型;同时,采用分源预测法分别计算出回采工作面、掘进工作面及采空区瓦斯的涌出量,最终得到矿井产量8.00 Mt/a时矿井的相对瓦斯涌出量为19.87 m~3/t、绝对瓦斯涌出量为334.47 m~3/min,为矿井通风和瓦斯治理提供了可靠依据。     

唐山矿南五区瓦斯涌出量预测及其特征分析

南五区为唐山矿新采区,缺少可靠性瓦斯地质资料,而该矿为高瓦斯矿井,因此需要对其瓦斯地质特征进行研究.本文结合矿井地质特征,运用邻近区已开采工作面实测瓦斯涌出量资料,采用分源预测法和地质统计法对南五区5 #、8 #和9 #煤层瓦斯涌出量分别做了预测.预测结果表明:煤层瓦斯涌出量随着埋深的增加明显增大,5 #煤层瓦斯涌出量由3 m3/t增加到6 m3/t,8 #和9 #煤层瓦斯涌出量由5 m3/t增加到7 m3/t.     

佳瑞煤业瓦斯涌出量预测与瓦斯抽放可行性分析

以佳瑞煤业开采15号煤层富含瓦斯为工程背景,采用分源预测法预测了矿井瓦斯涌出量,其中,首采工作面绝对瓦斯涌出量为33.69 m~3/min,占34.24%;掘进工作面瓦斯涌出量为16.50 m~3/min,占16.77%;采空区瓦斯绝对涌出量48.19 m~3/min,占48.98%。基于此,分析了佳瑞煤业15号煤层瓦斯抽放可行性,佳瑞煤业抽放瓦斯系统建设完成且稳定运行达到预计抽放效果时,瓦斯利用年收益可达1 192万元。     

分源法在深部采区瓦斯含量预测中的应用

该文论述了分源法预测瓦斯含量原理,通过实例介绍了该方法在矿井深部采区瓦斯涌出量预测中的应用。预测出孔庄煤矿深部Ⅳ1采区工作面日产量为2333t时的绝对平均瓦斯涌出量为9.79m3/min。其中开采层瓦斯涌出占采煤工作面总涌出量的79.37%。首采区绝对瓦斯涌出量为18.71m3/min。     

低渗透煤层孔隙结构及瓦斯涌出规律分析

本文以王庄煤矿9105工作面为例,采用煤层取样和钻孔的方式对工作面煤层孔隙结构、煤层瓦斯含量及分布、瓦斯涌出量等进行分析,预测了9105工作面相对瓦斯涌出量为9.43m^3/t,绝对瓦斯涌出量为37.50m^3/min,对后续工作面设计及瓦斯防治提供了基础数据,为低渗透煤层开采的瓦斯防治工作提供了借鉴。     

大通煤矿3~#煤层瓦斯赋存特征及涌出量预测

开采深度和开采速度的增加,瓦斯动力突出灾害频发,瓦斯预测以及全矿区评判成为开采任务的重要研究方向。为进一步揭示大通矿区范围内瓦斯赋存以及突出可能性,采用采区实测数据对矿井范围内瓦斯含量以及涌出量进行预测。研究结果,4个采区的瓦斯赋存量和埋深进行拟合,3~#煤层的埋藏深度与瓦斯含量拟合关系为W=0.005 7H+2.161 8(R²=0.88),分源预测法分别计算了回采工作面、掘进工作面和生产采区的瓦斯涌出量,井田内3~#煤层瓦斯含量具有北高南低的特征,矿井最大绝对瓦斯涌出量达14 m³/min,相对瓦斯涌出量约为5.6 m³/t。     

依兰第三煤矿瓦斯地质特征及涌出量预测研究

根据依兰第三煤矿的地质特征及瓦斯资料,研究了控制瓦斯赋存的主要地质因素,包括地质构造、煤层埋深、水文地质特征及煤层顶板岩性等,结果表明:随着煤层埋深增大,煤层瓦斯压力增大,瓦斯含量增加;边界断层F2对瓦斯的赋存有重要的影响;煤层瓦斯含量与顶底板油页岩发育关系密切;煤层底部的含水层含水性和流通性较好,导致下煤层瓦斯含量普遍偏低。最后运用分源预测法对矿井瓦斯涌出量进行预测,得出相对瓦斯涌出量为8.42m3/t,绝对瓦斯涌出量42.55m3/min。     

阳煤集团煤矿瓦斯治理状况与展望

阳泉矿区瓦斯含量大,涌出量大。在10对生产矿井中有煤与瓦斯突出矿井4对,高瓦斯矿井6对,矿井瓦斯相对涌出量为29.2m^3/t,矿井瓦斯绝对涌出量为1580.68m^3/min。为保障煤矿安全生产,阳泉矿区采煤工作面采用＂一井两回＂通风系统,风量一般在1500m^3/min。同时推广邻近层和本煤层钻孔抽放,2008年瓦斯抽采总量达到5.0126亿m^3。本文介绍了阳泉矿区瓦斯抽放现状,并总结了存在的问题,并对以后如何抽采瓦斯进行了规划。     

高瓦斯矿井区域瓦斯分级治理方法及其在潞安矿区的应用研究

随着矿井煤炭开采不断向深部发展,煤层地应力不断增大、煤层瓦斯含量不断增加,矿井发生瓦斯灾害的危险程度显著增加,高瓦斯矿井区域瓦斯预测与治理已成为制约矿井安全高效生产的关键。由于受地质构造等影响,井田不同区域的瓦斯赋存情况差异较大,采用固定单一的瓦斯治理措施将严重影响矿井的采掘接替。以潞安矿区为工程背景,根据地质构造特征与瓦斯赋存情况将矿区划分为4个地质单元,探讨了各区域瓦斯分布规律及其随埋深的关系,提出了基于煤层瓦斯突出危险程度的区域瓦斯分级治理方法,针对不同煤层瓦斯含量和煤体坚固性系数等情况采取不同的瓦斯治理措施。研究表明,潞安矿区各地质单元内主采煤层瓦斯含量均随埋深的增加呈线性增长趋势,且呈东低西高分布;对矿区瓦斯含量W≥16 m³/t、8≤W<16 m³/t和W＜8 m³/t三种等级,结合煤层埋深和煤体坚固系数的影响,综合采用地面井预抽、井下定向长钻孔/顺层钻孔/底抽巷穿层钻孔预抽条带瓦斯、顺层立体交叉钻孔预抽工作面瓦斯的地面—井下联合抽采措施,为矿区的安全、高效采煤作业提供了技术保障。     

腾晖煤业42200采煤工作面瓦斯抽采技术研究

针对腾晖煤业42200采煤工作面瓦斯含量较高的问题,采用理论计算和工程经验针对瓦斯含量及治理技术进行研究,工作面回采时预测本煤层绝对瓦斯涌出量为6.27m³/min,邻近层绝对瓦斯涌出量为7.08m³/min;采用“本煤层预抽、上邻近层裂隙带钻孔抽采、顶板孔抽采和大孔径钻孔抽采”技术方案进行瓦斯治理,通过现场瓦斯浓度监测,可知此技术方案可以有效防止瓦斯聚集问题,保证工作面安全生产。     

瓦斯含量多元数据融合分析及突出临界值确定

新建矿井由于运行时间较短,对瓦斯含量和地质信息勘探较少,在煤与瓦斯突出预测中存在较大困难。以山西某矿为研究背景,利用地勘钻孔瓦斯含量、瓦斯涌出量反演瓦斯含量以及瓦斯压力正演瓦斯含量相结合的多元数据融合分析方法,对山西某矿瓦斯含量进行预测,对突出危险预测敏感指标及其临界值进行确定。采用3种方法对瓦斯含量进行多元对比分析,结果表明,山西某矿瓦斯含量符合常规瓦斯地质规律,即与标高呈正相关关系;三者数据样本稳定,使得多元数据综合预测瓦斯含量更为可靠;通过对山西某矿10号煤层瓦斯含量预测可知,百米瓦斯含量增加2.6 m³/t,瓦斯风化下界为-257 m;根据邻近矿井煤与瓦斯动力参数与0.74 MPa下的瓦斯含量对比,确定瓦斯含量6 m³/t为该矿发生瓦斯突出的临界值。     

千米深井区域压裂增透技术应用与研究

针对矿井开采垂深下延,煤层透气性低,造成矿井采掘接替紧张现状。以平煤股份十二矿己₁₅-31040进风巷低位瓦斯治理巷为工程背景,对比采取水力压裂增透技术前后,煤层区域瓦斯含量的卸压效果。现场实测,己₁₅、己_16-17煤层绝对瓦斯压力分别为0.83～1.30、0.86～1.06 MPa,原始瓦斯含量分别为5.41～12.86、9.63～13.84 m³/t。水力压裂后分别沿压裂孔走向、倾向方向、不同步距点进行卸压效果考察:己₁₅煤层瓦斯含量较原始平均值降低5.41 m³/t左右,己_16-17煤层瓦斯含量较原始平均值降低2.91 m³/t左右。研究得出,沿走向方向外段瓦斯含量降幅大于里段,沿倾向方向巷道下帮方向瓦斯含量降幅大于上帮方向。研究分析煤层抽采效果考察等工作,为大垂深、低透气性,高应力矿井煤层增透促抽提供指导。     

黄岩汇煤矿综采工作面上隅角瓦斯治理技术研究

黄岩汇煤矿煤层透气性系数差,原始瓦斯含量低,在回采期间工作面绝对瓦斯涌出量较大,上隅角瓦斯浓度容易超限。现场跟踪考察分析了15108综采工作面上隅角瓦斯来源,找到了采放煤和采空区瓦斯涌出的主要原因,并提出了以高抽巷和顶板低位斜向钻孔相结合的卸压瓦斯治理模式,对卸压瓦斯抽采效果进行评价。研究表明:高抽巷平均抽采纯量69.5 m^3/min,最大90.0 m^3/min,可达全部抽采量的92%;低位钻孔抽采措施起到较好的辅助作用,最大抽采纯量为12.4 m^3/min,平均为5.8 m^3/min。回采期间上隅角瓦斯浓度维持在0.08%~0.40%。     

SF6示踪气体在近距离煤层群工作面漏风检测中的应用

近距离煤层群是指在开采本煤层时对邻近煤层有明显采动影响的煤层群。以许疃煤矿7₂28回采工作面为例,上覆存在7₁煤层采空区,在煤层采动影响下形成多种漏风通道,漏风形式复杂,严重影响矿井的安全生产。利用SF6示踪气体连续定量释放法对7₂28工作面及回风巷漏风量规律进行定量研究,在0~150 m（距下隅角距离）范围内工作面主要向采空区漏风,在150 m后采空区向工作面漏风,整体漏风量为93 m³/min,漏风率为4.7%。回风巷在煤层间距薄弱处,存在明显向上覆采空区漏风现象,漏风量为37 m³/min,漏风率为1.9%。通过测试掌握了工作面及巷道漏风规律,针对性地提出预防措施,为该工作面的安全生产提供了保障。     

高瓦斯低透气性突出煤层瓦斯治理技术实践

针对土城煤矿1338工作面瓦斯难抽采、涌出量大、采空区及上隅角瓦斯浓度高的问题,在3号煤层采用本煤层预抽、高位抽采、采空区埋管抽采、工作面边采边抽等相结合的综合瓦斯抽采方法。通过采用本煤层瓦斯预抽,抽采量较常规的抽采方式提高了0.52~1.35倍,高位钻孔抽采瓦斯后邻近煤层的瓦斯相对涌出量由14.73~20.32 m³/t降为8.46~ 9.83 m³/t,采空区埋管抽采确保采空区的瓦斯浓度降到5%以下,符合《煤矿安全规程》对瓦斯浓度的相关规定,工作面边抽边采保证了工作面回采期间回风巷瓦斯浓度在1%以下。     

微生物瓦斯消溶剂在石门揭煤中的研究与应用

瓦斯是威胁煤矿安全生产的主要因素,瓦斯消溶剂是利用甲烷氧化菌将瓦斯分解或转化为其他无害物质,消除或减少煤层中的瓦斯,降低瓦斯压力和瓦斯含量,从而达到消除煤与瓦斯突出危险性的目的。通过在寺家庄矿石门揭煤3次工程试验得知,经过24 h后,平均瓦斯含量分别下降3.64,2.24,3.81 m³/t。瓦斯消融微生物在分解甲烷的同时,能促进吸附在煤体中的甲烷快速解吸。通过与常规掘进方式比较,在注入瓦斯消溶剂试后进行掘进作业,施工钻孔数减少约92%,总的掘进工作天数减少59 d,揭煤效率提高3.1倍。瓦斯消溶剂是治理瓦斯的一种有效、环保的技术方法,对防治煤与瓦斯突出,促进高效安全生产具有重要现实意义。     

突出煤层掘进工作面硫化氢综合治理技术

随着煤层开采深度的增加,煤层地质条件愈趋复杂,煤层掘进时硫化氢大量涌出,严重威胁井下工作人员的身体健康。阜康一矿11A221回风巷突出煤层掘进期间,在钻孔预抽消突后,残留的硫化氢气体掘进时大量涌出,导致工作面回风流中硫化氢浓度最高达73×10^-6,平均为55×10^-6,超出《煤矿安全规程》规定的6.6×10^-6。研究发现,单一增大风量至风速极限,硫化氢浓度仍不能降低至规定容许范围内。因此,采用增大风量和压注碳酸钠溶液综合治理硫化氢。对巷道轮廓线外2 m、工作面前方42~53 m的煤体压注浓度为5.73%的碳酸钠溶液,从源头降低煤体中硫化氢含量,并将工作面风量由530 m³/min提高至940 m³/min,提高稀释硫化氢能力。掘进期间工作面及回风流中的硫化氢浓度控制在5×10^-6和3×10^-6左右,低于安全允许值,有效保障了工作面安全生产。研究可为类似条件矿井硫化氢治理提供经验。