小屯煤矿近距离突出煤层群联合抽采瓦斯溯源研究

为了识别煤层群联合抽采混合气体瓦斯来源、确定各煤层瓦斯抽采占比,以小屯煤矿6_上、6_中及6_下煤层联合抽采瓦斯为研究背景,以碳同位素法和分层计量法为研究手段,分析各煤层瓦斯组分及碳同位素特征,识别混合气体瓦斯来源,确定各煤层瓦斯抽采占比。结果表明:小屯煤矿各个煤层瓦斯组分含量和碳同位素值存在差异性;建立了煤层群联合抽采瓦斯混源比例计算模型,碳同位素法确定混合气体中6_上煤层占10.82%~24.54%,6_中煤层占57.81%~69.58%,6_下煤层占5.88%~31.37%;分层计量法确定混合气体中6_上煤层占12.98%~19.55%,6_中煤层占55.28%~60.55%,6_下煤层占25.17%~26.47%。2种计算方法均证实了6_中煤层的混合比例最大,占据主导地位。研究结果表明,基于同位素进行煤层群联合抽采瓦斯混源比例的计算是科学准确的,为煤层群瓦斯联合抽采达标评判提供新的研究思路。     

近距离突出煤层群联合抽采瓦斯溯源技术研究北大核心

为了解决近距离突出煤层群联合抽采瓦斯计量难题,以贵州能化小屯煤矿为工程背景,提出采用碳同位素法和分层计量相结合的方法综合确定煤层群中任一煤层抽采瓦斯所占比例,为煤层瓦斯抽采达标评判中残余瓦斯含量计算提供依据;基于碳同位素质量守恒定律,建立煤矿井下不同煤层混源瓦斯气体计算模型,选取代表性地点采集6_(上)、6_(中)、6_(下)、6_(上)+6_(中)、6_(上)+6_(中)+6_(下)单一煤层和混源瓦斯在实验室采用Isoprime 100型同位素比值质谱仪进行碳同位素测试,并采用MATLAB进行模型求解;同时采用分层计量的方法进行现场试验,在混源瓦斯中综合确定6_(上)煤层占17%,6_(中)煤层占61%,6_(下)煤层占22%。经现场实践:16_(中)14回采工作面抽采达标评判中计算残余瓦斯含量和实测瓦斯瓦斯含量值偏差小于5%,说明综合确定的瓦斯来源比例真实可靠。     

近距离煤层群底抽巷瓦斯抽采实验研究

针对山西焦煤集团屯兰矿近距离煤层群开采过程中,采煤工作面底板瓦斯超限的问题,通过对近距离煤层群采掘工作面底板煤岩增透机理分析及回采工作面邻近层瓦斯涌出量计算,得出18205工作面底板瓦斯涌出量增大原因:18205工作面底板受采动影响,煤岩体形成裂隙带和卸压带,煤岩透气性系数成百倍增加,渗透率增大,为下邻近层瓦斯涌出提供了通道;下邻近层9#煤层瓦斯涌出量占18205工作面瓦斯涌出量的比例高达11.4﹪。结合理论分析、计算及开采条件,进行了底抽巷瓦斯抽采实验研究。结果表明:底板瓦斯浓度由0.46%降至0.1%,瓦斯抽放率提高了17%,矿井通风能力得到了提升。     

近距离煤层群瓦斯立体抽采技术研究

针对桐梓煤矿近距离煤层群开采,首先选择瓦斯含量较小、突出危险性低的煤层作为保护层进行开采,利用其开采扰动作用提高下部卸压煤层的透气性。采用顺层钻孔、低位走向穿层钻孔、采空区埋管和底板上向穿层钻孔等措施对煤层群进行立体化综合抽采,试验表明：保护层工作面瓦斯预抽采率在55%以上,消除了煤与瓦斯突出危险性,工作面开采后上隅角瓦斯体积分数控制在1%以下;6号、7号和9号被保护煤层经卸压后透气性系数分别增加了392、320和289倍,瓦斯抽采率超过60%,实现了煤与瓦斯安全高效共采     

煤层顶板巷道抽采瓦斯的试验

利用顶板巷道抽采煤层瓦斯,解决了刘庄矿首采面回风流和上隅角的瓦斯浓度超限问题,从而保证了采煤工作面的安全高效生产。     

近距离煤层群瓦斯抽采量比例计算方法的研究与应用

为计算松河煤矿近距离煤层群各煤层的瓦斯抽采量,提出抽采钻孔控制范围内平均长度、瓦斯预排等值宽度、抽采半径以及煤厚相关乘积作为有效抽采控制范围来计算各煤层的抽采比例,然后通过实测瓦斯含量计算抽采量与理论比例计算抽采量结果对比,最大相对偏差为3.8%,此结果表明满足工程实际需要。采取穿层钻孔抽采近距离煤层群时,各煤层瓦斯抽采量比例计算,既能方便抽采达标评判工作,又能节约大量人力物力财力,具有实践指导意义。     

近距离煤层群采动卸压规律及瓦斯抽采技术

近距离高瓦斯煤层群开采时,受采动卸压作用工作面上部煤层瓦斯及底板下部煤层瓦斯均会对工作面造成影响导致瓦斯超限,需同时治理。针对杏花煤矿28#煤层右二工作面近距离高瓦斯煤层群开采时瓦斯涌出量大的问题,通过理论计算及数值模拟分析了顶底板煤岩破坏卸压规律为抽采工程设计提供了依据,结合工程经验采用了高位钻场、低位钻场及高抽巷相结合的立体化抽采措施控制本煤层及邻近层瓦斯,并取得了良好的应用效果。     

本煤层瓦斯抽采预期抽采时间分析

为了对工作面既定瓦斯抽采率进行合理抽采时间预期,根据开采层煤层地质条件、钻孔布孔方式及单位质量煤体瓦斯含量特征,采用Comsol Multiphysics软件对煤体瓦斯压力进行了模拟分析,确定了工作面不同瓦斯抽采率下,钻孔瓦斯压力变化情况及预抽时间。通过对所取煤样残余瓦斯含量测定,验证了数值模拟的结果较为可靠。     

煤层群邻近层瓦斯抽采走向高抽巷布置研究

基于采动覆岩卸压瓦斯运移新"三带"理论,就高瓦斯煤层群开采条件下邻近层卸压瓦斯抽采走向高抽巷层位布置选择进行了研究。提出了走向高抽巷层位布置原则,并将布置原则应用于工程实践中,为类似工程应用提供参考。     

近距离煤层群卸压瓦斯抽采机理分析及工程验证

对于岩体而言,孔隙率应该是其固有的物理属性,而作者通过压汞实验发现煤体的孔隙率却可以随着受压和卸载作用有较大的变化,并直接影响煤层瓦斯区域预抽的效果。文章从如何增加预抽瓦斯量的本质出发,通过对孔隙率和游离瓦斯量的计算和分析,实验中利用压汞法测量被保护煤层煤样孔隙率,利用间接和直接方法测定区域瓦斯压力,通过计算分析和现场瓦斯抽采实测数据统计验证,孔隙度的增加对游离瓦斯量的增加和卸压瓦斯抽采效果的提升起到决定性的作用;并在实践中发现保护层工作面后方60m的范围内,其下伏被保护煤层的孔隙率和游离瓦斯量达到最大值,卸压瓦斯抽采效果最好。     

高抽巷结合上向钻孔抽采煤层群瓦斯的实践

为提高近距离煤层群下保护层开采上部邻近煤层卸压瓦斯抽采效果,减小工作面瓦斯涌出量,提出了高抽巷结合巷内布置上向钻孔的抽采方法,探讨了该方法的原理、技术参数和有关工艺,并在贵州盘江精煤股份有限公司金佳矿进行了工程实践.实践表明,高抽巷结合巷内布置上向钻孔的抽采方式有利于更好地抽采上部煤层的卸压瓦斯,提高抽采效果;在下保护层工作面开采早期,上向钻孔抽采瓦斯量小且浓度较低,中期抽采效果好,后期抽采效果逐渐变差.上向钻孔布置参数及抽采工艺有待继续深入研究.     

基于钻孔瓦斯流量和煤层瓦斯含量测定抽采半径技术研究

瓦斯抽采半径直接影响着瓦斯抽采率的大小,是煤层瓦斯预抽钻孔布置的主要依据。分析现有测定方法,提出基于钻孔瓦斯流量和煤层瓦斯含量的测定方法,可准确测定瓦斯抽采有效半径,并应用回归分析方法推导了瓦斯抽采半径的测定依据。选取贺西矿4#煤层进行了现场试验,对现场抽采孔进行了连续60天的流量监测,并结合验证孔瓦斯残留量和预抽率进行对比验证,准确测定出瓦斯抽采时间达到180天时,钻孔瓦斯抽采半径为6.5m,钻孔间距可设置为13m。     

突出矿井煤层群开采瓦斯抽采技术的应用

介绍了突出矿井煤层群瓦斯抽采技术,并基于平煤集团五矿,六矿合建一个地面瓦斯抽采站的煤层瓦斯抽采条件,论述了突出煤层解放层选择、高位抽采巷道的布置,通过瓦斯预测数量的分析,推荐了合理的突出煤层瓦斯抽采方法,展望了瓦斯抽采在突出煤层和高瓦斯矿井的应用前景。     

多煤层穿层钻孔瓦斯抽采比例计算方法研究及应用

为了有效地测定多煤层穿层钻孔联合抽采各煤层瓦斯抽采比例,准确掌握瓦斯抽采情况,提出了相应的计算方法,并在青龙煤矿21605底抽巷展开现场试验。计算该试验区域瓦斯抽采比例时,考虑到瓦斯抽采范围近似圆柱形,提出将试验单元内煤炭储量分别与瓦斯抽采前、后瓦斯含量的乘积计算出瓦斯抽采相关量,抽采比例跟该试验单元煤层厚度、瓦斯含量和密度相关。结果表明：采用工程实测方法测定的多煤层瓦斯抽采比例为：M18煤层占46.37%,M17煤层占12.67%,M16占40.94%。试验结果能满足实际工程需要,为青龙煤矿现场瓦斯抽采提供一定指导意义。     

近距离煤层群综合立体式瓦斯抽采方法及效果分析

近距离煤层群工作面在准备和回采阶段的瓦斯不仅有本煤层涌出,邻近层还有大量涌出。在工作面掘进时期可向本煤层打钻孔实施采前预抽,而工作面回采时期邻近层瓦斯涌出主要是通过采空区上部裂隙带离层区。对邻近层抽采的各种方法进行了分析,得到瓦斯抽采巷道与钻孔布置的最佳参数,并与实际进行比较,对24207工作面瓦斯抽采工艺参数进行优化。     

采动条件下煤层群瓦斯预抽技术

我国多数煤矿属于高瓦斯煤层群开采,瓦斯成为威胁矿井安全生产的主要灾害之一,只有采取适当的方法对煤层群的瓦斯进行先期的有效预抽,才能够实现煤炭安全高效开采,该文主要介绍了采动条件下煤层群瓦斯预抽放技术。     

近距离煤层群立体抽采瓦斯流动规律的模拟

对近距离煤层群采空区垮落带破碎煤岩的渗透率进行量化研究,得出其分布规律;采用Fluent软件模拟了近距离煤层瓦斯立体抽采防突过程,得出了抽采钻孔周围的瓦斯流动规律,抽采钻孔周围煤体中瓦斯压力分布,从钻孔中心向外0～8 m范围内呈增大扩散,抽采钻孔周围煤体中瓦斯流动速度场分布,从钻孔中心向外0～2 m范围内呈减小扩散,确定了相关的抽采负压、流量和抽采半径等参数。     

近距离高瓦斯煤层群采动裂隙带瓦斯抽采技术

为了解决沙曲矿近距离高瓦斯煤层群开采过程中瓦斯超限这一难题,运用理论分析和数值分析相结合的方法对沙曲矿南翼4号煤开采采动裂隙演化规律进行了分析,确定了高位裂隙钻孔组的合理布置位置。结果表明:采空区垮落带和裂隙带高度分别为8、36.5 m,贯通裂隙带距工作面顶板垂高8~23 m,非贯通裂隙带距工作面顶板垂高23~42 m,工作面上方22 m左右裂隙分布密集且覆岩整体结构相对稳定,将钻孔延深至该区域能有效提高瓦斯抽采的浓度、抽采量和稳定性。现场实践表明:利用DDR-1200型千米定向钻机,将钻孔布置在距工作面上方22 m处时,瓦斯抽采效果明显,平均瓦斯抽采体积分数90.68%,平均瓦斯抽采纯量达11.58 m3/min。     

高瓦斯煤层高位钻孔瓦斯抽采技术试验研究

针对在高瓦斯煤层回采过程中,煤与瓦斯突出综合检测指标经常超限、瓦斯抽采率低等问题,提出了在风巷施工高位钻孔的瓦斯抽采技术,阐述了瓦斯抽采技术的工艺流程和钻孔的布置参数。研究表明:在高瓦斯煤层回采过程中采用高位钻孔的抽采措施,可有效地解决瓦斯抽采率低的问题,降低了回风流中的瓦斯体积分数,提高了瓦斯抽采量和抽采率,减少了向工作面的瓦斯涌出量,保证了工作面的安全回采。     

近距离高瓦斯煤层群倾向高抽巷抽采卸压瓦斯布置优化

倾向高抽巷作为一种治理卸压瓦斯的重要方法,其布置参数与抽采效果的匹配关系需要合理确定。针对典型的近距离高瓦斯煤层群开采条件,对采空区上覆岩层裂隙演化规律进行了研究,揭示了倾向高抽巷最佳布置位置在竖直方向上15倍采高、水平方向深入工作面约35 m处。据此,在24202工作面回风巷,以40°仰角起坡且垂直于回风巷轴线向顶板方向施工60 m,再沿倾向水平施工8 m来布置高抽巷。实际治理效果表明,单个倾向高抽巷的抽采半径为55~60 m,开采过程中有4~5个高抽巷处于瓦斯抽采活跃期,有效抽采总距离为500 m,平均抽采瓦斯总量25.22m3/min,占抽采总量的62.24%,实现了卸压瓦斯高效治理。