三软厚煤层区域消突钻孔施工技术

针对矿井地质条件,郑煤集团公司裴沟煤矿提出了采取注浆加固钻孔、施工浅孔消突、更新打钻设备等措施,以解决消突过程中成孔率低、成孔深度受限、煤层透气性差带来的一系列问题。该措施的实施提高了瓦斯抽放效果,降低了经济损失,加快了巷道施工进度。     

登封煤田“三软”煤层掘进面合理消突技术研究

为了消除登封煤田"三软"煤层(顶板软、底板软、煤层软)掘进工作面突出危险性,运用区域构造演化理论,分析了登封矿区"三软"煤层形成原因.根据"三软"煤层的赋存特点,通过理论分析和现场实验,确定"三软"煤层掘进工作面排放钻孔配合煤层注水的综合消突措施.对类似煤层掘进工作有指导意义.     

三软低透煤层回采工作面快速消突技术

大众煤矿开采的二1煤层为三软低透突出煤层,由于煤层煤质软易塌孔,需要较长的抽采时间才能满足消突效果要求。瓦斯抽采效果不理想造成采掘衔接紧张,已经对矿井的经济效益产生较大的影响。针对这些技术难题,大众煤矿优化抽采钻孔布置方案,并采取顺层全钻孔防塌孔技术措施,较好地提高了抽采效果和效率。     

三软突出煤层区域防突技术研究

为了有效防治三软突出煤层突出危险性,对大平煤矿21采区煤层采取区域防治煤与瓦斯突出措施,利用底板抽放巷施工穿层预抽钻孔以及水力冲孔措施,提前对煤巷掘进工作面掘进区域煤层瓦斯进行预抽,降低了突出危险掘进面的突出危险性,保证了安全掘进,有效提高了突出危险掘进工作面的单进水平。     

"三软"不稳定突出煤层消突技术研究

研究了“三软”不稳定突出煤层顺层钻孔预抽瓦斯方案设计及工作面回采瓦斯治理方法。论证了工作面无突出危险性及放顶煤回采的可行性。     

石门揭构造软煤消突与快速成巷技术研究

分析了石门揭开构造软煤带诱发煤体突出机理,针对石门揭煤发生突出的危险性大和强度高的问题,提出了构造软煤带深孔控制预裂爆破消突和快速成巷技术,并在芦岭矿进行了现场试验。结果表明：采取深孔爆破后24h内,抽采瓦斯的体积分数和纯流量长时间保持为原来的2～3倍;采用大断面U型钢棚快速成巷技术,巷道断面增加41%,保证了安全生产。在石门揭煤期间,有效杜绝了瓦斯超限和突出事故,也未出现片帮、漏顶和冒顶事故,揭煤时间缩短5～8d。     

水力挤出消突技术在谢李公司一井的应用

根据水力挤出消突原理,淮南矿业集团谢李公司一井在-660 mW 2B8一道顺槽应用了水力挤出消突技术,通过措施前后瓦斯浓度、预测指标、地应力、煤层裂隙、煤体位移、进尺等情况对比,可以发现水力挤出消突技术在突出煤层掘进过程中能起到明显的消突作用,提高了掘进速度。     

突出煤层回采工作面区域消突措施研究

在阐述开采保护层和预抽煤层瓦斯两种区域消突措施消突机理的基础上,论述了选取顺层钻孔预抽煤层瓦斯作为永红煤矿回采工作面区域消突措施的必要性和可行性,采用残余瓦斯含量法对实施区域预抽措施的3313回采面的消突效果进行了检验,结果表明:预抽后,3313回采工作面煤体消除了突出危险性,为工作面的安全回采提供了保证。     

豫西“三软”煤层水力压裂增透技术研究

水力压裂卸压增透技术是提高单一、低渗、高突煤层煤巷掘进工作面瓦斯抽采效率、降低其突出危险性的有效方法之一。通过理论分析、数值计算、数理统计等方法,对豫西"三软"煤层水力压裂后瓦斯抽采浓度、流量、起裂压力和裂缝形态等进行了研究。结果表明:水力压裂技术具有较好的增透效果,裂缝形态及起裂压力受地应力控制,该研究在相似瓦斯地质条件的矿区有良好的推广应用价值。     

单一、低透气性煤层煤巷快速掘进综合防突技术研究及应用

针对鹤壁六矿二1煤层属于严重突出危险性煤层,采用单一消突措施严重影响了掘进速度的实际情况,研究了煤与瓦斯突出灾害发生与破坏的运动机理,提出了通过采用水力压裂、边掘边抽和超前抽放相结合的综合防突技术以消除工作面的突出危险性。现场试验表明:抽放浓度由原来的5%提高到32%,抽放流量增加了14-17倍,巷道掘进速度提高到2倍以上;改善了掘进巷道的作业环境,实现了煤巷的安全快速掘进。     

基于水力压裂增透的多煤层瓦斯隧道快速揭煤防突技术研究

为实现瓦斯隧道安全快速有效地揭煤,以正习高速公路天城坝隧道揭煤工程为背景,分析了水力压裂大范围增加煤层透气性原理与增透效果影响因素,基于水力压裂增透技术建立了多煤层瓦斯隧道揭煤防突技术体系,探讨了以超前探测、初探、精探、区域瓦斯防突及检验、工作面防突及检验、验证揭煤等为核心的揭煤防突流程,优化了瓦斯隧道水力压裂防突技术...     

石门对掘揭开急倾斜煤层突出与爆破增透消突技术

针对煤岩介质材料力学性质的非均匀性特点及变形破裂过程中透气性的非线性变化特性,应用基于含瓦斯煤岩破裂过程固-气耦合动力学模型开发的RFPA^2D－Flow软件,系统模拟了石门对掘揭开急倾斜煤层煤与瓦斯突出动力灾害演化过程,从细观的角度分析了突出过程中的应力演变、裂隙发展和瓦斯运移规律。数值模拟和突出实例分析表明：高瓦斯压力和梯度、严重应力集中和叠加、不可忽视的揉搓煤体自重应力以及瞬间爆破应力冲击是造成突出的综合性原因。介绍了利用深孔预裂控制爆破技术的石门揭煤消突试验,结果表明,该技术爆破孔的增透半径大于3 m,在防治高瓦斯低透气性煤层石门揭煤突出和实现安全快速揭煤方面效果较好。     

低透气性煤层回采工作面消突技术实践

为了解决低透气性煤层回采工作面采取顺层钻孔抽采后,在预计的抽采时间内未消突且在运输巷补打钻孔后抽采效果依然未达标的问题,提出了在工作面布置瓦斯治理巷,施工顺层倾斜钻孔,与原抽采钻孔形成交叉。通过在602回采工作面进行试验,发现采取瓦斯治理巷,并布置倾斜抽采钻孔技术措施后,回采工作面突出危险性预测超标率为0,割煤期间回风流瓦斯浓度由1.0%降至0.4%,实现了安全回采。证明布置瓦斯治理巷,并施工倾斜抽采钻孔的技术措施,可以有效使煤体卸压,倾斜钻孔可以有效抽采回采期间卸压瓦斯,解决回采期间回风流瓦斯超限的问题。     

突出矿井三软厚煤层综放面沿空留巷技术研究

煤与瓦斯突出矿井普遍存在煤层巷道掘进速度慢、采掘接替严重困难、巷旁煤柱存在发生煤与瓦斯突出危险的重大安全隐患等问题。安阳大众煤业有限责任公司基于开采煤层地质条件,探索适合突出矿井三软煤层特征的沿空留巷技术。13011工作面运输巷沿空留巷后已作为13031工作面回风巷正常使用,并且效果良好。该项技术的实施不仅为矿井创造了良好的经济效益,也可为类似地质条件的煤与瓦斯突出矿井高效安全生产提供借鉴。     

基于精细化预测的弱突出煤层动态防突技术

针对煤与瓦斯弱突出煤层的高效防突问题,提出了基于精细化突出预测的动态防突技术。该技术首先对即将开拓的工作面进行块段划分,在煤巷掘进过程中对每一块段开展煤与瓦斯突出危险性预测工作,基于突出危险性的预测结果采取相对应的措施,避免了防突措施的盲目性,提高了防突措施的效率。以大河边煤矿7号煤层作为研究对象,开展了煤与瓦斯弱突出煤层的动态防突技术的研究,建立了包含预测区域划分、测试钻孔设计、测试结果综合分析的成套动态防突技术,在保证矿井安全生产的条件下,实现了煤巷安全掘进1 400 m,工作面比原计划提前6个月回采完毕,缓解了矿井采掘接替紧张的局面。     

水力冲孔技术在严重突出煤层中的应用

分析了掘进工作面各种防突措施的优缺点,研究了水力冲孔技术的防突机理,阐述了水力冲孔的工艺流程.研究表明,在严重突出矿井采用水力冲孔措施,可有效地消除激发突出的应力,大幅度地释放煤体中的瓦斯,增大了煤体抑制突出的阻力,很好地起到了综合防突的作用,且提高巷道掘进速度2～3倍.     

松软突出煤层钻进困难的原因分析

在分析煤层深孔钻进困难原因的基础上，提出“钻穴”概念，分析了“钻穴”对钻进的影响。在分析“钻穴”类型及成因的基础上，建立“钻穴”内流体排渣模型，采用数学方法，分析钻孔深度和“钻穴”的关系。结果表明：在纯流体排渣情况下，松软、突出煤层的钻孔深度几乎与钻机动力大小无关，而取决于危害型“钻穴”的发生位置和“钻穴”的体积大小。基于对“钻穴”的新认识，提出流体与机械协同排渣的新观点，以此克服或减轻“钻穴”的危害，并发明了“双动力低螺旋钻杆”。     

近距离突出煤层掘进期间联合消突的应用研究

针对马兰矿在煤与瓦斯突出危险区巷道掘进时面临邻近层消突的现状,选择在8号煤层掘进过程中对9号煤层进行联合消突方案的研究与应用。实践表明:采用联合消突的方式,不仅缩短了工作面执行综合区域防突措施的时间,确保了“抽、掘、采”平衡,同时,在进行巷道掘进时,能够降低掘进区域突出危险性,保证矿井安全生产,减少瓦斯治理费用,创造更大的社会和经济效益。     

玉溪煤矿CO2气相压裂煤巷防突快速掘进技术

玉溪煤矿首采工作面在煤巷掘进过程中,突出指标参数频繁超标,瓦斯异常涌出,瓦斯超限,导致被迫停产、掘进速度慢。为解决安全快速掘进的生产技术难题,玉溪煤矿开展CO2气相压裂消突快速掘进技术研究和试验。结果显示,采取气相压裂措施后,平均每百米巷道掘进K1值超标0.15次,较压裂前降低了11倍;掘进过程中瓦斯涌出趋于均匀化,瓦斯涌出浓度峰值相对降低,有效避免了瓦斯超限;巷道掘进日均进尺5.38m,较气相压裂前(日均进尺2.79m)巷道掘进速度提高了1.92倍。CO2气相压裂消突快速掘进技术有效保障了矿井安全和高效生产。     

突出煤层煤巷快速掘进综合防突技术

淮南新庄孜煤矿C13煤层属于严重突出危险性煤层,采用超前排放孔措施严重影响了掘进工作面生产效率,通过采用水力挤出与巷帮边掘边抽相结合的综合防突技术,较好地消除了工作面的突出危险性,巷道掘进速度提高1倍以上,实现了煤巷安全快速掘进.