地面预抽钻井改采动井抽采采空区瓦斯技术研究

针对岳城煤矿工作面瓦斯涌出量大、采空区瓦斯难于治理的问题,采用地面预抽钻井改采动井技术抽采采空区瓦斯,在岳城矿1305(下)综采工作面进行了试验。结果表明:地面预抽钻井改采动井后,随着工作面的不断推进,采空区瓦斯抽采体积分数呈先上升后下降的趋势,当工作面推过该钻井30 m时,采空区瓦斯抽采体积分数最大为85%,瓦斯抽采纯量为6.7 m~3/min,抽采效果明显,地面预抽钻井改采动井成功的抑制住了采空区瓦斯涌出的问题,保障了采面安全生产。     

煤矿采空区地面钻井法瓦斯抽采技术的探索

煤矿采空区瓦斯分为封闭式老采空区瓦斯和开放式现采空区瓦斯,是影响矿井瓦斯涌出量的主要来源,特别是开采工作面采空区瓦斯涌出,是造成瓦斯超限和瓦斯事故的重要因素。采空区瓦斯抽采是有效预防治理瓦斯的措施,许多矿井采用。岳城煤矿1302(上)工作面采用地面钻井法抽采技术治理采空区瓦斯的经验,为有效防治瓦斯提供了新途径。     

岳城矿上分层工作面采空区瓦斯治理技术研究

针对岳城煤矿3号煤层瓦斯含量大、回采过程中造成大量瓦斯涌向采空区、进而容易引起上隅角瓦斯体积分数超限问题,采用横川千米走向高位钻孔与倾向高位钻孔相结合的瓦斯治理方法对上分层采空区进行瓦斯抽采,并在1310(上)工作面进行采空区瓦斯抽采试验。试验结果表明:当回采至120 m时,横川千米走向高位钻孔与倾向高位钻孔的瓦斯抽采体积分数达到30%,抽采纯量6.5 m3/min,上隅角处的瓦斯体积分数降至0.3%以下,并随着工作面的继续推进抽采的体积分数及抽采的纯量呈上升态势。这为集团其它高瓦斯及突出矿井上分层工作面采空区瓦斯治理积累了宝贵的经验。     

高层位钻孔抽采技术研究与分析

晋城矿区西部和北部属于高瓦斯矿区,瓦斯治理难度大。矿井开采过程中,采空区瓦斯大量涌出严重制约矿井的安全生产。为解决这一技术难题,岳城矿分别对采空区埋管抽放、地面钻井采空区抽放、采区回风巷高位钻孔采空区抽放技术进行了探索应用,取得了显著效果。为进一步提升采空区瓦斯抽放效率,保障综采工作面安全生产,岳城煤矿通过综采工作面高层位采空区抽放技术应用研究收集高层位采空区抽采钻孔抽放参数,分析采空区瓦斯抽放效果并进行高层位采空区抽采钻孔效果评价,获取高层位采空区抽采技术关键指标。     

高瓦斯矿井分层开采综采工作面采空区瓦斯抽放工艺

沁秀公司岳城煤矿为高瓦斯矿井,现开采3号煤层,综采工作面在开采过程中,采空区瓦斯的大量涌出严重的制约了综采工作面的生产,为了解决这一技术难题,岳城矿在1302(上)采煤工作面先后采取了采空区密闭预埋管路抽放、高位钻孔抽放及地面钻井相结合抽放采空区瓦斯工艺,均取得了一定的效果,形成"三位一体"采空区抽放模式,有效地控制了采空区瓦斯涌出。     

外错下分层综采工作面上隅角瓦斯治理技术研究

为解决岳城煤矿3#煤层下分层工作面回采过程中上隅角瓦斯超限问题,岳城煤矿在Ⅲ1210回风巷施工顶板走向高位钻孔,对上隅角采空区瓦斯进行集中抽采,解决Ⅲ1305下工作面上隅角瓦斯超限问题。试验结果表明:Ⅲ1210巷顶板走向高位钻孔实施后,有效抑制了采空区瓦斯向上隅角涌出,采空区瓦斯涌出量占工作面瓦斯涌出总量比例由55%～65%降至20%～30%。     

余吾煤业地面钻井抽采采空区瓦斯的技术实践

针对余吾煤矿N2105工作面瓦斯涌出量大、瓦斯超限难以治理的问题,进行了地面钻井抽采采空区瓦斯的工程试验。地面钻井共抽采瓦斯27 d,累计抽采纯瓦斯19.04×104 m3,抽采期间工作面瓦斯涌出量降低约10 m3/min,且工作面瓦斯预警次数几乎为零,工作面瓦斯治理效果明显。运用FLAC3D软件研究了采动作用下套管的受力特性,结果表明钻井布置在靠近回风巷比布置在采场中部的受力要大。     

塔山矿综放工作面瓦斯涌出规律研究

本文针对塔山煤矿8214综放工作面瓦斯分布情况进行了现场测定,得出了瓦斯浓度分布曲线;计算了回采期间煤壁、采落煤及采空区瓦斯涌出所占比例,并通过数值模拟分析了地面钻孔抽采对采空区瓦斯分布的影响。经测算回采期间该工作面瓦斯涌出煤壁占3.19%、采落煤占39.93%、采空区占56.88%。结果表明,通过采用地面瓦斯抽采能有效减少采空区瓦斯向工作面的涌出。     

近距离保护层开采工作面瓦斯治理技术

对乌兰煤矿保护层开采5767工作面的瓦斯涌出规律进行了研究,针对7号煤层和其下部的8号煤层情况,采用顺层、回风巷大倾角钻孔抽采、地面钻井卸压抽采、采空区埋管抽采和穿层钻孔抽采的立体式瓦斯综合治理方法,并对治理效果进行了考察。结果表明:通过采取立体分源瓦斯治理措施,5767工作面回采时瓦斯浓度超限问题得到了有效解决,工作面风量由之前的1 700m3/min降至700 m3/min,回风流中瓦斯体积分数为0.32%～0.60%,保证了工作面的安全回采。     

刘家梁矿5136综放工作面瓦斯涌出构成及控制

针对轩岗煤电刘家梁矿5136综放工作面瓦斯治理问题,从工作面瓦斯来源分析出发,利用单元测定法,对该工作面瓦斯涌出构成进行研究。结果表明:综放工作面瓦斯来源主要包括工作面煤壁、采放落煤、采空区,生产条件下涌出到工作面的瓦斯量及采空区抽采瓦斯量占比分别为10.52%、20.73%、15.31%和53.44%。根据研究结果,提出增加上隅角插管抽采瓦斯治理方法,上隅角瓦斯体积分数有效控制在0.50%以下。     

采空区瓦斯治理及利用实践

为有效阻止采空区瓦斯大量涌入工作面导致断电等事故,通过对成庄煤矿4308综放工作面采空区瓦斯涌出规律的分析,运用采空区尾巷埋管、顶板走向长钻孔及地面钻井等多种抽放措施对采空区瓦斯进行抽放,实践应用证明:以上抽放措施显著减少了采空区瓦斯向工作面的涌出,使尾巷的风排瓦斯量比应用前的风排量降低了46%,原煤月产量提高近2.5万t,同时建立了相对较完善的采空区瓦斯抽采系统,并形成良好的瓦斯利用途径,实现了煤与瓦斯共采。     

深井煤层群首采层Y型通风工作面采空区卸压瓦斯抽采与综合治理研究

以朱集煤矿1111(1)工作面为例,针对深井高瓦斯低透气性煤层群首采层开采卸压瓦斯治理难题,将Y型通风工作面采空区瓦斯运移规律与采空区内部空隙储存卸压瓦斯的优势相结合,提出并实施了强化留巷墙体封闭和Y型通风工作面留巷段采空区卸压瓦斯抽采技术,结合地面钻井抽采采动上部卸压煤层瓦斯,实现了深井煤层群首采层工作面的安全高效回采。1111(1)工作面回采期间,绝对瓦斯涌出量最大72.39 m3/min,平均为43.64 m3/min,在工作面风量2290~2700 m3/min条件下,回风流瓦斯体积分数0.6%以下,平均瓦斯抽采量34.27 m3/min,其中埋管抽采瓦斯纯量平均为21.94 m3/min,占瓦斯抽采总量的64%,工作面回采期间瓦斯平均抽采率为78%,研究成果为今后类似深井煤层群首采层开采的卸压瓦斯抽采和治理提供技术指导。     

综放工作面抽放条件下瓦斯涌出及分布特征

针对乌兰煤矿5342综放工作面的实际条件,采用立体网格状的测点布置,对该工作面瓦斯体积分数三维分布进行了测定,绘出了瓦斯分布等值线图,采用求函数极值点的方法,得出了工作面沿倾向瓦斯体积分数最低点分布曲线,提出了基于瓦斯体积分数最低点分布函数的瓦斯涌出分量比例计算方法.研究表明,该工作面瓦斯体积分数沿风流方向总体呈逐渐增加趋势,介于0.095%～0.18%之间,受瓦斯抽放点的影响,局部有起伏变化;工作面横断面瓦斯体积分数分布不均匀,受瓦斯涌出、通风和抽放的影响,靠近煤壁侧瓦斯体积分数要高于采空区侧,在距离进风口约18～76.5 m范围内为凹函数分布,大于76.5 m之后,从煤壁至采空区为单调下降函数分布.经测算,该工作面瓦斯抽放总量为20.08 m3/min,风排瓦斯量为0.26 m3/min,瓦斯涌出煤壁占66.35%,采空区占33.65%.     

高瓦斯综采工作面瓦斯治理技术研究

W3227工作面为高瓦斯矿井首采工作面,针对该工作面瓦斯涌出量超限,制定了风巷高位钻场高位钻孔抽采采空区瓦斯、风巷埋管抽采上隅角及老塘瓦斯、机巷沿空掘巷抽采3213采空区瓦斯、顺层钻孔抽放本煤层瓦斯、风巷辅助高位边孔抽采采空区瓦斯等综采工作面瓦斯治理技术。实践结果表明,通过以上的瓦斯抽放方式,回风巷瓦斯体积分数完全可控制在0.5%以内。     

采空区瓦斯流动规律及分源抽放技术的应用

为降低回采工作面采空区的瓦斯涌出及上隅角瓦斯浓度,对采空区顶板裂隙变化及瓦斯流动规律进行了理论分析,基于此,对主焦煤矿21141工作面的瓦斯抽放提出了分源抽放的综合治理方法,即上隅角采用埋管抽放,顶板裂隙内瓦斯采用高位钻场钻孔抽放。应用结果表明:分源抽放技术的应用使得21141回采工作面上隅角瓦斯体积分数由原来的0.6%左右下降到0.4%,高位钻场单孔瓦斯抽放体积分数平均为34%,瓦斯流量为0.062 m3/m in,这在一定程度上降低了采空区瓦斯的涌出量,保证了工作面安全生产。     

采空区地面钻孔瓦斯抽采技术分析

针对工作面瓦斯涌出量大、采空区瓦斯难于治理的问题,基于采空区裂隙理论结合经验公式得出地面钻孔层位布置。通过对瓦斯抽采效果及工作面安全状况进行分析,得知利用地面钻孔可以有效解决工作面采空区瓦斯浓度超限问题,对于类似的地面钻孔抽采工作面采空区瓦斯具有很好的参考价值。     

霍尔辛赫煤矿采空区瓦斯来源分析及治理措施研究

山西霍尔辛赫煤矿在3605工作面试用沿空留巷Y型通风技术。该工作面初采阶段采空区瓦斯涌出量较大,隅角挡矸支架位置存在瓦斯体积分数较高,危胁工作面安全高效生产。以3605工作面为例,对Y型通风采空区瓦斯涌出来源进行了分析,对采空区采取针对性的治理措施,通过顶板高位钻孔及插管抽采瓦斯纯量约11 m~3/min,工作面风排瓦斯涌出量降低约3 m~3/min,配风量减少了22%,工作面挡矸支架位置瓦斯体积分数降低到0.7%以下,工作面回采期间瓦斯状况得到改善。     

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。     

岳城矿采空区综合高位钻孔瓦斯抽采技术研究

高瓦斯矿井采空区瓦斯的大量涌出是造成采面上隅角及回风巷瓦斯浓度增高的主要原因。采用辅助切眼高位钻孔与横川高位钻孔2种方法相综合的高位钻孔抽采模式对采空区进行瓦斯抽采,并在岳城煤矿1307(上)综采工作面进行了实验。结果表明:当采面推进至120 m时,采空区综合高位钻孔单孔平均瓦斯抽放浓度达到50%,单孔平均抽放纯量达到3 m3/min,上隅角处的瓦斯浓度降至0.3%以下,抽采效果明显。这为今后高瓦斯矿井回采工作面采空区瓦斯治理积累了宝贵的经验。     

井上下联合抽采瓦斯技术在岳城矿的应用

为解决采空区瓦斯大量涌出严重制约综采工作面生产的技术难题,针对岳城煤矿1302采煤工作面瓦斯浓度高的情况,基于煤炭开采时空接替、瓦斯抽采关系,提出适合高瓦斯煤矿瓦斯治理的井上下联合抽采采空区瓦斯技术模式。实践表明:该技术模式能够大幅度降低工作面瓦斯超限的威胁,有效抽采高瓦斯矿井采空区积聚瓦斯,提高了高瓦斯煤矿瓦斯抽采水平和安全生产效益。