基于U型通风系统的瓦斯治理试验研究

为完善综采工作面通风瓦斯治理技术方案,在寺河矿5302工作面现有通风方式基础上进行U型通风系统试验,提出改造优化方案。通过采取高位钻孔、中位钻孔、穿透钻孔及闭墙预埋400 mm瓦斯管等措施对采空区高浓度瓦斯进行拦截抽放,监测、分析综采面风流流场分布、53024巷巷口瓦斯浓度、风排瓦斯量及采空区瓦斯抽采量变化情况。结果表明,新型U型通风系统可使风排瓦斯量下降31%,采空区抽采量提高150%,53024巷巷口瓦斯浓度下降23%,并节约了大量成本。试验结果论证了新型U型通风系统的优越性,可为类似煤矿瓦斯治理提供借鉴。     

赵庄煤矿工作面分源联合立体抽采技术应用研究

针对赵庄煤矿工作面回采过程瓦斯治理现状,通过分析工作面回采过程中的瓦斯来源和涌出规律,结合工作面巷道布置实际设计,设计施工高位钻孔抽采技术、横川闭墙埋管抽采技术,增加底抽巷闭墙埋管抽采技术,对顶板裂隙带积聚瓦斯、垮落带积聚瓦斯、下邻近层上涌瓦斯进行针对性精准抽采。进一步分析得到工作面回采过程中三种分源联合立体抽采技术的抽采浓度、抽采纯量变化规律,验证了三种抽采技术在瓦斯治理中主要作用,并给出了三种抽采技术的最佳抽采混量。通过运用新的分源联合立体抽采模式,使得U形通风方式下的日产万吨的松软煤层高产工作面上隅角、回风巷最高瓦斯浓度在0.7%以下,保障了工作面安全回采。     

U型通风系统在高瓦斯矿井综采工作面瓦斯治理中的研究及应用

为了彻底消除采空区通风的隐患,晋煤集团岳城矿在综采工作面先后尝试大U套小U、二进二回系统、三进一回偏Y型等通风系统,在先期回采工作面采空区瓦斯抽采基础上,提出了回风横川埋管低位抽采、倾斜钻孔中位抽采、高位钻场高位钻孔(定向高位钻孔)的立体式瓦斯抽采模式,并结合地面采空区钻井抽采的措施,形成了四位一体的采空区瓦斯抽采模式,实现采面U型通风。     

寺河矿大采高工作面新型“U”型通风瓦斯治理技术

针对"三进两回"、"两进一回"等偏"Y"型多巷通风系统存在的部分工作面回风流经采空区、工作面回风巷瓦斯浓度高、区域需风量大等缺点,以及"U"型通风上隅角瓦斯难治理等难题,结合寺河矿东井抽放系统能力,利用Fluent模拟软件分析了大采高综采工作面采空区及上隅角瓦斯流场变化情况,并提出了"高位钻孔+中位钻孔+穿透钻孔+闭墙埋管"一体化瓦斯治理措施。通过对采空区高浓度瓦斯进行抽放拦截,使上隅角负压点朝向采空区,避免了采空区高浓度瓦斯向上隅角运移,解决了"U"型通风上隅角瓦斯易超限的难题,杜绝了综采工作面瓦斯事故的发生。     

寺河矿二号井9号煤“U”型通风综采工作面瓦斯综合治理技术

分析了寺河矿二号井9号煤层“U”型通风系统综采工作面瓦斯涌出源,提出了邻近层顶板高位钻孔抽放、采空区埋管抽放、本煤层顺序抽放三种瓦斯综合治理方案,并阐述了各抽放技术的布置方式、技术参数、抽放效果.现场实用结果表明,采取上述瓦斯综合治理方案后,寺河矿二号井9号煤“U”型通风系统下综采工作面的上隅角瓦斯超限问题得到解决,确保了矿井的安全生产.     

矿井末采期工作面高位钻孔优化技术研究

为了降低矿井末采期“U”型通风工作面上隅角瓦斯浓度,提高回采工作面的抽采效率,以矿井15#煤层1306末采阶段工作面的高位钻孔为研究对象,理论计算了影响高位钻孔抽采的关键工艺参数,分别从高位钻孔的有效长度及其利用率、钻场合理间距和数量等方面对高位钻孔的工艺参数进行分析计算|利用COMSOL软件数值模拟了抽采时间和抽采负压对高位钻孔抽采效果的影响,最终对高位钻孔参数进行了优化。现场实践表明,末采阶段XV1306回采工作面高位钻孔和钻场经过优化后,U型通风采煤工作面的瓦斯抽采效率和能力得到提高,上隅角的瓦斯浓度有所降低,现场瓦斯治理效果显著,从而保障了工作面的安全高效回采。     

基于沿空留巷的瓦斯综合治理技术

为有效控制工作面尤其是上隅角瓦斯浓度,防止瓦斯事故的发生,结合山西沁新煤矿低透气性煤层开采实际情况,在分析"U"型通风和"Y"型通风采空区空气流场特性的基础上,提出了基于沿空留巷的"Y"型通风、采空区埋管抽采和卸压区高位钻孔抽采相结合的瓦斯综合治理技术。现场监测结果表明,该技术可以有效控制工作面和上隅角瓦斯浓度。     

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。     

大采高采场“U”型通风系统采空区大流量瓦斯抽采技术

为解决大采高采场多巷通风系统采空区通风的安全隐患及"U"型通风系统的瓦斯超限问题,提出了在"U"型通风系统下应用大流量穿透钻孔配合中高位裂隙带定向钻孔的采空区大流量抽采技术,优化确定了定向钻孔及穿透钻孔的布置参数。大采高开采现场应用表明:φ153mm大直径钻孔抽采流量为φ96 mm的2~3倍,中高位裂隙带钻孔瓦斯抽采浓度约为中低位钻孔的2.4倍;φ250 mm大流量穿透钻间距5 m时瓦斯抽采效果最好;采用大流量抽采技术后,上隅角瓦斯浓度维持在0.55%~0.6%,避免了瓦斯超限。     

成庄矿4321工作面瓦斯治理技术研究

针对成庄矿四盘区4321工作面煤体瓦斯含量高,高强度开采易造成回风隅角和回风巷瓦斯超限等问题,提出了采取普通顺层钻孔预抽、定向顺层钻孔预抽、底抽巷穿层钻孔预抽、采空区埋管抽采、长距离高位钻孔抽采相结合的综合瓦斯治理方法及工艺,并对其抽采效果进行了考察、分析。研究结果表明：工作面回采期间的风排瓦斯量、抽采瓦斯量、绝对瓦斯涌出量、回风巷瓦斯浓度、上隅角瓦斯浓度等均随着工作面推进度的变化而变化。工作面瓦斯抽采量占绝对瓦斯涌出量的78%,上隅角最大瓦斯浓度为0.7%,回风巷最大瓦斯浓度为0.55%。说明采取的瓦斯治理措施有效,可解决高瓦斯大采高工作面的瓦斯涌出问题。     

24102采面采空区瓦斯治理方案与效果

为有效治理24102工作面采空区瓦斯,基于工作面煤层赋存特征,采用Fluent数值模拟软件进行采空区瓦斯运移规律的分析,根据数值模拟结果得出高位钻孔+埋管抽采瓦斯效果良好,进一步结合工作面实际进行高位钻孔和埋管抽采各项参数的设计,并在抽采方案实施期间,进行瓦斯抽采数据及工作面区域瓦斯浓度的测试.结果表明:瓦斯治理方案实...     

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。     

特厚煤层综放工作面瓦斯抽采技术

崔家沟煤矿2303综放工作面存在抽采难度大、瓦斯涌出量大的问题,为此进行了特厚煤层综放工作面瓦斯抽采技术实践。分析综放工作面瓦斯赋存情况,首先采用分源预测法对2303工作面进行瓦斯涌出量预测,然后采取本煤层钻场扇形钻孔预抽、上隅角采空区埋管抽采、回风巷钻场高位钻孔抽采及顶板高位大直径定向长钻孔相结合的方法进行了瓦斯抽采。实践结果表明,采用分源预测法不仅预测了瓦斯涌出量,也可以掌握瓦斯的涌出来源;该方法对瓦斯抽采效果较好,抽采率满足要求,从而在一定程度上保证了工作面安全高效生产,可以为本矿其他综放工作面及同类高瓦斯矿井特厚煤层瓦斯抽采技术提供参考依据。     

望云煤矿15103工作面高位钻孔瓦斯抽采技术研究与应用

为解决15103工作面回采期间瓦斯含量高的问题,采用Fluent数值模拟软件分别进行未采用抽采措施和高位钻孔抽采后采空区瓦斯运移规律的分析,得出高位钻孔抽采后采空区内的瓦斯含量呈现出逐渐降低的现象,上隅角瓦斯大幅降低,高位钻孔能够有效治理采空区瓦斯,基于数值模拟结果,具体进行工作面高位抽采钻孔各项参数的设计,并分别在高位钻孔抽采前后进行上隅角和回风巷内瓦斯浓度的测试。结果表明:高位钻孔抽采后,上隅角和回风巷的瓦斯浓度分别稳定在0.2%~0.68%和0.25%~0.8%,无瓦斯超限现象出现,为工作面的安全回采提供了保障。     

突出煤层采面高位拦截预抽技术优化研究

针对突出煤层采煤工作面回采过程中上隅角及回风瓦斯超限等问题,提出施工高位拦截钻孔预抽卸压瓦斯的思路。通过高位拦截预抽机理分析、数值模拟、工程实践验证等手段,改进优化了高位拦截钻孔施工参数,包括钻场布置、钻孔长度、终孔位置等。首先通过高位拦截预抽机理“O”形圈理论分析及数值模拟研究,分析煤层开挖后围岩应力分布情况和围岩塑性区发育情况,确定“O”形圈范围及高位拦截位置。最后对其高位拦截效果进行工程实践验证,实践表明,优化高位拦截钻孔参数后,可以大幅减少钻孔工程量、延长钻孔有效抽采周期,单孔瓦斯浓度最高达到90%,有效解决了工作面回采期间瓦斯超限的问题,对突出煤层工作面的瓦斯治理具有重要的指导意义,高位拦截钻孔布置在煤层或软弱岩层中具有推广意义。     

顺层瓦斯预抽钻孔布置参数及抽采效果分析

为了对顺层瓦斯预抽钻孔布置参数及抽采效果进行分析,采用理论分析和现场测试,分析了顺层钻孔布置间距、钻孔极限抽采时间,研究了顺层钻孔预抽瓦斯效果检验和瓦斯效果。研究表明,多钻孔抽采瓦斯时,钻孔间距可大于2倍的有效抽采半径,得出了布孔间距和单钻孔抽采半径的关系计算式,极限抽采时间约为95 d;在工作面回采期间,回风巷风排瓦斯量和顺层钻孔抽采瓦斯量呈相反的趋势;经过钻孔瓦斯预抽后,工作面预抽率达到了40%,达到了工作面消突的目的。     

高瓦斯超长综放工作面瓦斯治理技术

为了解决工作面煤体瓦斯含量高,影响工作面安全开采的问题,结合高河煤矿E2306工作面地质情况,采用本煤层顺层钻孔对工作面瓦斯进行采前预抽和回采过程中边采边抽,同时配合高位大孔径钻孔和沿空留巷柔模体埋管的方式对采空区瓦斯进行抽采治理。工作面回采过程中,上隅角瓦斯浓度平均值为0.52%,回风顺槽瓦斯平均浓度为0.36%,保证了工作面安全生产。     

青龙矿11615工作面高位定向长钻孔瓦斯抽采分析

为解决青龙煤矿11615回采工作面上隅角瓦斯浓度超限难题,结合该工作面实际瓦斯赋存情况,采用高位定向长钻孔瓦斯抽采技术方法开展瓦斯抽采。对比了瓦斯抽采效果与钻孔距回风巷距离远近的关系,研究了瓦斯抽采效果与回采里程的关系,总结了高位定向长钻孔的瓦斯抽采规律。研究结果表明：回采过程中,通过高位定向长钻孔抽采采空区上覆岩层瓦斯,回采工作面上隅角瓦斯浓度降低到0.25～0.35%,解决了该采空区上隅角瓦斯浓度超限问题;钻孔距回风巷距离为40 m时,抽采瓦斯浓度基本稳定在18.5%左右,抽采效果最佳;随着回采里程的增加,钻孔抽采效果呈上升趋势,但在抽采末期有所下降;说明高位定向长钻孔对降低采空区及回采工作面上隅角瓦斯发挥了一定作用,提高了回采过程中瓦斯治理效率。     

低位放顶煤工作面瓦斯浓度分布规律与控制技术研究

基于高瓦斯低位放顶煤工作面瓦斯涌出量大、回采期间瓦斯容易超限的问题,提出采用单元法测定和分析工作面瓦斯涌出及分布规律。以五阳煤矿7607综放面为研究对象,将工作面划分为12个单元,布置测站和立体网格状测点,测定回采期间综放面瓦斯浓度分布和风量变化。通过测定数据分析工作面瓦斯来源、工作面漏风情况和工作面瓦斯浓度聚集分布规律,从而针对性地提出了U型通风配合“顶板高位钻孔+上隅角插管+高抽巷”的综合瓦斯治理方式。工程实践表明,工作面上隅角和回风流等容易超限区域的瓦斯浓度控制在0.8%以下,治理效果显著,证明了瓦斯治理控制技术的有效性,促进了五阳煤矿的安全高效生产。