利用高位钻孔抽放技术治理综采工作面上隅角瓦斯积聚

利用高位钻孔技术治理综采工作面上隅角瓦斯,介绍高位抽放技术原理,提出钻场钻孔的设计要求,以及利用高位抽放技术所取得的效果。     

顶板走向高位钻孔解决上隅角瓦斯超限技术研究

上隅角是煤矿采煤工作面采空区的漏风汇集处,其瓦斯超限问题是矿井瓦斯治理中常见的问题。魏家地煤矿针对上隅角瓦斯超限问题,采取合理的顶板高位钻孔设计方法代替高抽巷,通过采取这一技术抽采裂隙带瓦斯,有效地解决采煤工作面上隅角问题,取得了很好的抽放效果。     

朱庄煤矿高位钻孔瓦斯抽放技术的应用

为了减少煤矿瓦斯灾害、保证高位钻孔瓦斯抽放技术的有效实施,通过对朱庄煤矿4煤上覆岩层移动的"三带"分析和研究,确定了4煤顶板走向高位钻孔裂隙带高度,提出了合理的布置钻场钻孔设计参数,将基于这些参数的高位钻孔瓦斯抽放技术应用于朱庄煤矿Ⅲ4414综采工作面,Ⅲ4414工作面高位钻孔瓦斯抽放率与相邻工作面相比,提高了近2倍,由于提高了工作面上隅角的瓦斯抽放率,降低了工作面的瓦斯涌出量,工作面回采期间未出现瓦斯浓度超限现象,改善了工作面的安全生产状况.     

上隅角顶板高位钻孔瓦斯抽放设计及其电算化

介绍并分析了童亭煤矿进行采煤面上隅角顶板高位钻孔瓦斯抽放设计所采用的机理及抽放钻场、钻孔的布置和施工原则,总结出了钻孔参数求算的一般方法,并利用Excel软件进行编程解算,简化了解算过程,极大的提高和优化了瓦斯抽放参数设计,有效消除了设计中的盲目性和人为失误,是矿井进行瓦斯抽放设计的经验总结,同时也为其它类似工程设计提供了借鉴和参考。     

走向高位钻孔抽放采空区瓦斯试验研究

本文对沁和能源集团永安煤矿215综放工作面采用走向高位钻孔抽放采空区瓦斯进行试验研究,对215工作面高位钻孔布置进行了分析,阐述了钻孔施工工艺。对1号、2号钻场瓦斯抽放量进行实测,指出了瓦斯浓度不高、瓦斯抽放量不大的问题,分析了抽放效果欠佳的原因,为下一步改进高位钻孔抽放工艺和提高抽放效果提供了依据。     

基于顶板"三带"特征的扇形高位钻孔治理上隅角瓦斯技术

为解决采煤工作面上隅角瓦斯超限问题,对碾焉煤矿8103工作面瓦斯来源构成和卸压层瓦斯抽采原理进行了分析,提出了基于顶板"三带"特征的扇形高位钻孔治理上隅角瓦斯技术方案.实践表明,治理后上隅角瓦斯浓度维持在0.1％～0.3％,扇形高位钻孔高负压抽采瓦斯量平均为21.3 m3/min,工作面综合抽采率达98.5％,有效解决...     

双鸭山矿区高位仰角钻孔瓦斯抽放技术

双鸭山矿区局部区域煤层瓦斯含量较高,威胁到安全生产。采用高位钻孔和仰角钻孔抽放瓦斯技术,有效地防止了瓦斯超限。实践表明高位抽放与仰角抽放方法相结合,既可减少钻场施工,又有较好的抽放效果。     

钱家营矿高位钻孔瓦斯抽放参数研究

根据采空区上覆岩体三带理论,以钱家营矿1374工作面为例,计算出了裂隙带的分布范围.采用数值模拟手段,对该工作面的裂隙带分布状况进行探索,结果显示,经验公式的计算结果与数值模拟结果基本吻合.采用理论分析成果指导该工作面的高位钻孔瓦斯抽放工作,结果表明瓦斯抽放浓度在10％左右,说明抽放钻孔的终孔位置确实在裂隙带的中下部.     

超大直径钻孔治理上隅角瓦斯技术应用研究

为了解决工作面上隅角瓦斯超限问题,提出了超大直径钻孔治理上隅角瓦斯技术,阐述了超大直径钻孔治理上隅角瓦斯技术原理。以五阳煤矿7609工作面排水巷为试验点,通过在7609排水巷和回风巷之间施工超大直径钻孔,然后进行应用效果考察,并对数据进行分析,结果表明:单孔抽采时钻孔间距25 m或者30 m均可满足治理上隅角瓦斯的目的,在抽采负压3 kPa左右时,五阳煤矿超大直径钻孔抽采影响范围可达78 m,能对深部采空区高浓度瓦斯有持续的抽采作用,超大直径钻孔治理上隅角瓦斯技术可有效控制工作面上隅角瓦斯浓度。     

定向长距离高位岩层瓦斯抽放钻孔在瓦斯治理中的应用

针对孔庄煤矿7434工作面瓦斯涌出不均衡的瓦斯治理难题,研究提出了应用定向长距离高位岩层瓦斯抽放钻孔抽放瓦斯的技术方案。应用结果表明,该方案能够明显降低上隅角及回风巷内瓦斯浓度,瓦斯抽放量较为稳定,且可保持工作面的连续抽采。     

高位钻孔瓦斯抽放采空区自燃“三带”的数值模拟

通过简化模型代替采空区复杂流动环境,建立采空区漏风流场的数学物理模型;利用FLUENT软件模拟采空区气体速度场、氧浓度场分布,根据双指标综合划分采空区自燃“三带”;分别对1301工作面正常回采时和高位钻孔抽放条件下采空区自燃“三带”数值模拟,得出高位钻孔抽放对采空区自燃“三带”的影响范围,实现现场无法到达情况下的理论分析.     

顶板高位定向长钻孔采空区瓦斯治理关键影响因素研究

针对顶板高位定向长钻孔抽采效果不稳定,无法满足工作面瓦斯动态涌出治理需求等问题,为进一步提高钻孔全生命周期抽采效果,提升“以孔代巷”可替性和普适性,以理论分析、数值模拟、现场试验相结合的方法开展研究,通过研究确定了钻孔施工目标层位,得出了钻孔布置层位、抽采参数及回采期间工作面瓦斯涌出的变化规律,分析了顶板高位定向长钻孔有效治理采空区瓦斯的关键影响因素,可为顶板高位定向长钻孔进一步优化设计和提高抽采效果提供参考。     

高位定向长钻孔抽采技术在上隅角瓦斯治理中的应用

根据象山矿井5#煤层煤系地层赋存条件,分析了采空区瓦斯富集区层位,设计施工5个顶板高位定向长钻孔进行采空区瓦斯抽采治理。现场抽采结果表明:顶板高位定向长钻孔布置层位高度20~22m,水平内错距离0~45m较为合理;通过进行5#煤层顶板定向长钻孔抽采技术应用,工作面日产量大幅提升,而工作面上隅角瓦斯浓度由此前长期维持在0.7%降至0.4%左右,有效遏制了上隅角瓦斯超限事故,实现了取消高位裂隙钻孔和采空区埋管抽采的目标。     

深部煤矿井下智能化分选及就地充填技术研究进展

为解决“U”形通风工作面上隅角及回风流瓦斯治理难题,在分析采动卸压瓦斯抽采以孔代巷技术原理与优势的基础上,根据工作面上覆岩层垮落规律确定了采动卸压瓦斯富集区,在平煤股份八矿己₁₅-15050工作面里段520 m施工顶板高位定向长钻孔代替高抽巷,进行采动卸压瓦斯抽采。试验结果表明：定向钻孔在3个月抽采期内,工作面上隅角及回风流瓦斯浓度均保持在0.4%~0.6%,工作面顶板裂隙带高浓度瓦斯区在垂向距煤层顶板25 m以上,瓦斯治理成本比高抽巷节约67.9%,治理工期可节省2/3,实现了矿井安全生产和降本增效的目标。

     

大直径地面钻井采空区采动区瓦斯抽采理论与技术

地面钻井抽采采空采动区瓦斯技术在世界范围内的应用越来越广泛,然而仍存在着瓦斯流量和浓度偏低以及钻井稳定性差的问题。基于淮南矿业集团和澳大利亚的应用实践,开展了大直径地面钻井提高瓦斯抽采效果的理论与技术研究。通过对围岩采动影响和瓦斯抽采效果的数值模拟,参考瓦斯高效抽采范围的高位环形体理念,进行了抽采管径分别为244.5 mm和177.8 mm的大直径地面钻井设计和抽采瓦斯试验。试验结果表明:大直径地面钻井在抽采效果、控制工作面瓦斯涌出以及钻井稳定性上均明显优于普通钻井,瓦斯抽采总量可达316.7万m3,瓦斯纯量达170万m3,服务时间达106 d,能够有效地控制工作面回风瓦斯浓度;地面钻井布置于回风巷一侧在抽采效果上优于进风巷一侧,前者瓦斯抽采量和浓度分别高于后者33.7%和75.3%。     

走向高抽巷瓦斯抽采技术应用研究

随着开采深度的增大,某矿采煤工作面的瓦斯涌出量日益增大,尤其是回风巷及工作面上隅角瓦斯问题,制约着工作面的安全持续生产。目前采用的本煤层抽采虽取得一定消突效果,但是上隅角瓦斯超限时有发生,为更好地解决这一问题,选择在顶板布置走向高抽巷的治理方案。但目前高抽巷布置层位及高度多根据经验确定,很多高抽巷并不能有效降低工作面瓦斯,因此准确选定高抽巷位置对于上隅角瓦斯治理有着重要意义。基于理论计算,结合某矿地质及开采条件,在12061工作面进行了现场试验,确定了走向高抽巷的合理布置位置,为矿井后续工作面的高抽巷布置提供有效的经验。     

保德煤矿81306综放工作面高位钻孔最优参数研究

为了确定工作面采空区高位钻孔施工的合理工艺参数,以81306综放工作面为研究对象,结合上覆岩层运移规律,推算出高位钻孔的终孔位置在18.04~52.21 m。以此为基础,在81306一号回风道布置4个高位钻场,共计15个高位钻孔,研究不同钻孔类型、终孔位置、钻孔长度和距巷帮距离对钻孔抽采浓度和纯瓦斯流量的影响。研究结果表明,定向长钻孔优于常规钻孔,高位钻孔距底板30 m时效果最好,20 m时次之。综合现场测试和Fluent 软件模拟结果,制定了保德煤矿高位钻孔布孔设计方案,为工作面采空区瓦斯治理提供了借鉴。     

顶板走向高位钻孔瓦斯治理技术研究

为了对煤矿工作面采空区及上隅角瓦斯进行有效治理,通过理论计算工作面“三带”高度,设计不同层位顶板走向高位钻孔并分析生产期间钻孔抽采参数,研究了整个生产过程中同层位、不同层位高位钻孔瓦斯抽采参数,以确定合理的层位高度,同时对后期钻孔参数进行优化调整,以便更好地解决工作面采空区及上隅角瓦斯问题。结果表明:工作面实际垮落高度比理论偏低,通过现场实际验证,最佳层位高度为9.7~21.0 m;抽采前期,低层位钻孔效果优于高层位钻孔,后期随工作面推进,低层位钻孔抽采效果变差时,高层位钻孔刚好弥补缺陷,确保任何时段均可对工作面采空区瓦斯进行高效治理。     

高抽巷在瓦斯抽采中的应用研究

为了解决松藻打通一矿工作面回采初期和回采期间瓦斯超限、制约煤矿安全生产的问题,对W2709S工作面采用了高抽巷治理邻近层瓦斯技术,采用KJ90N煤矿安全综合监控系统测量了瓦斯抽采浓度和瓦斯抽采纯量等参数。结果表明,随着高抽巷的应用,W2709S工作面的瓦斯抽采浓度提高了367%,抽采纯量提高了87.2%,工作面尾排瓦斯浓度下降了63.2%,工作面隅角瓦斯浓度下降了23.7%,工作面回风巷的瓦斯浓度下降了0.34%,W2709S工作面的推进度提高了25%,同时相邻的W2709N工作面推进度提高了7%。说明高抽巷在W2709S工作面的应用,使工作面瓦斯超限问题得到了极大的缓解,同时研究为同类煤矿工作面瓦斯问题的解决提供了重要参考。     

基于钻孔轨迹精确测量的瓦斯抽采钻孔群空白带控制技术

在钻孔施工过程中经常由于钻杆自重、地质条件及钻进工艺的影响,造成钻孔实际成孔轨迹较设计轨迹偏差较大,钻孔的轨迹偏差导致瓦斯抽采钻孔覆盖区域空白带出现,影响瓦斯抽采效果。为掌握瓦斯预抽钻孔空白带分布情况,利用钻孔轨迹测量系统测量瓦斯预抽钻孔的轨迹,轨迹测量系统数据处理后可实现钻孔三维展示,可以从三维空间不同视角观测钻孔在不同方向上的偏移量,为钻孔空白带补孔提供数据支持;根据三维数据及三维成果展示钻孔空白带的分布,进行针对性补孔,提高瓦斯消突准确性,保证矿井安全生产。