下保护层开采覆岩应力变化特性数值模拟

为了预防生产矿井的煤与瓦斯突出,利用保护层开采过程中的被保护层的卸压作用对卸压瓦斯进行强化抽采,使被保护层由高瓦斯突出危险煤层变为低瓦斯无突出危险煤层,实现对煤与瓦斯突出煤层的消突.应用数值模拟软件进行模拟,对下保护层开采后顶板覆岩的卸压程度、煤岩层移动变形、岩体裂隙发育和煤层卸压瓦斯抽采方法进行系统的研究.结果表明,被保护层的膨胀变形使得被保护范围内的围岩体内部形成大量孔道和裂隙,煤层的透气性增大.被保护层地压减小,弹性潜能得到缓慢释放.开采保护层结合采取相应的瓦斯抽放措施,对于防治深部煤层瓦斯突出和实现煤矿安全生产具有重要的意义.     

保护层卸压瓦斯抽采及涌出规律研究

随着我国煤矿开采深度的增加,煤与瓦斯突出矿井和变出煤层的数量不断增加,利用保护层开采过程中的被保护层的卸压作用对卸压瓦斯进行强化抽采,使被保护层由高瓦斯突出危险煤层变为低瓦斯无突出危险煤层,从而实现煤与瓦斯资源的安全高效共采．系统介绍了基于分源原理的回采工作面瓦斯涌出预测方法,保护层开采及卸压瓦斯强化抽采技术的发展和工程应用．结合淮南潘一矿下保护层和谢一矿上保护层开采及卸压瓦斯强化抽采实例,将保护层工作面瓦斯涌出量预测结果与保护层工作面瓦斯涌出量实测结果进行了对比分析．研究结果表明,由于保护层开采的卸压作用,使被保护层卸压瓦斯抽采率远大于被保护层卸压瓦斯的自然排放率,导致保护层工作面瓦斯涌出量预测结果小于实际瓦斯涌出量．     

保护层开采治理瓦斯技术在金岭煤矿的应用

根据保护层开采理论,在金岭煤矿对一7极薄煤层进行了保护层开采,并采取瓦斯抽放技术综合治理二.煤层瓦斯.说明了保护层开采的保护范围,详述了瓦斯抽放方法及抽采效果,并对保护层开采前后二1煤层采掘工作面的瓦斯情况进行了比较分析,提出了保护层开采应注意的问题.实践证明:利用保护层开采结合瓦斯抽采技术进行区域治理矿井瓦斯是行之有效的办法.     

基于钻孔影响半径的保护层卸压效果考察

我国95％以上的高瓦斯和突出矿井所开采的煤层属于低透气性煤层,煤层透气性系数只有10-3～10-4 mD,未卸压瓦斯抽采难度非常大.保护层开采破坏了原岩应力平衡,地应力重新分布,煤层与岩体发生卸压、膨胀,并产生大小不同的裂缝,增大了透气性系数,可以提高抽采效率.采用压降法测定钻孔抽放影响半径,并对保护层开采的卸压增透效果进行评价,分析得出,在未卸压区域钻场抽放影响半径是单孔抽放影响半径的1.85倍,单纯的增加钻孔数量对抽放效率的提高有限;保护层开采将钻场有效影响半径由卸压前的3.7m提高到卸压后的5 m,卸压增透效果明显.     

开采保护层的效果评价研究

针对金岭煤矿采取的瓦斯治理措施———开采保护层,基于该矿井的地勘瓦斯资料,探讨了开采保护层的合理性,介绍了下保护层开采和底板穿层抽放的方法,评价了开采保护层的效果。结果表明:在高瓦斯矿井中实施保护层开采措施后,煤体得到卸压且产生大量裂隙,瓦斯含量最大值和压力最大值均降低到临界值8.00 m3/t和0.74 MPa以下,改变了煤层瓦斯赋存规律,增加了煤层透气性,提高了抽放效果,从而大幅降低了煤与瓦斯突出危险性。     

地面钻孔抽放瓦斯技术的试验

保护层开采是突出矿井开采煤层群,选择区域性防治突出的有效措施,但在开采保护层时也存在被保护层卸压不充分的问题,因为开采保护层时被保护层所释放的瓦斯经过采动裂隙涌向保护层,但也有部分游离瓦斯不能释放出来,煤层再一次压实后,游离的瓦斯重新变为吸附状态,不能充分对被保护层进行解突。本文介绍在下保护层开采过程中采用地面钻孔进行抽放被保护层瓦斯的技术措施。     

朱仙庄煤矿立体多层次瓦斯综合治理技术

朱仙庄煤矿属于煤与瓦斯突出矿井,开采过程中,瓦斯涌出量增大,制约了矿井的安全高效生产.经过对比分析,该矿确定采用下保护层开采方法,在&"煤底板布置瓦斯抽放钻孔进行瓦斯抽放,掘进期间采用超前探测、煤层注水、边掘边抽措施,回采期间采用顺层孔、高位钻场、采空区埋管以及地面抽放钻孔的立体多层次瓦斯综合治理技术,解决了低透气性高瓦斯煤层的瓦斯治理问题.     

两近三软煤层群卸压瓦斯抽采技术研究

为提高高原山区两近三软煤层群瓦斯抽采效果,以小窑沟煤矿1805工作面为研究对象,采用分源预测法预测工作面瓦斯涌出量,并针对不同的瓦斯源确定有效的抽采方法,基于卸压瓦斯抽采理论和煤层瓦斯分源治理思想,提出了两近三软煤层群多邻近层采前、采中、采后预抽和卸压抽采相结合的综合瓦斯抽采方法。结果表明:两近三软煤层群上保护层开采时被保护层卸压瓦斯以自然排放为主,采空区瓦斯是保护层工作面瓦斯抽采的重点,采取综合瓦斯抽采措施后,回采过程中保护层工作面回风巷及上隅角瓦斯体积分数由1.7%降到0.5%~0.6%,瓦斯抽采量达到90.05万m3,抽采率由39.5%提高到63.59%,C8煤层开采后C9煤层瓦斯压力由0.95 MPa降到0.18 MPa,瓦斯含量由12.51 m3/t降到2.91 m3/t,保护范围内C9煤层突出危险性被消除。     

金能煤业公司3122工作面瓦斯综合治理技术应用

金能煤业公司以2#煤层作为3#煤层的保护层。在开采2#煤层3122工作面时,由于保护层与被保护层间距较近,在保护层工作面开采时,下覆被保护层的瓦斯大量涌入上保护层工作面,造成回采期间瓦斯涌出量增大。针对此情况,结合3122工作面实际条件,学用顺层与穿层抽放、采空区埋管抽放、高位钻孔抽放和地面钻井抽放相结合的瓦斯治理技术,有效地解决了近距离保护层工作面的瓦斯超限问题,对相似条件下的工作面瓦斯治理具有借鉴作用。     

山西大成煤业有限公司瓦斯抽采方案优化设计

我国煤与瓦斯突出防治的区域性措施有:开采保护层、预抽煤体中的瓦斯和煤层注水.针对如何解决大成煤业有限公司2号煤层在开采期间的瓦斯超标问题,采用分源预测法对2号煤层在开采期间的最大瓦斯涌出量进行了预测,结果显示,2号煤层在开采期间最大埋深处的瓦斯含量较高,因此,必须采用瓦斯抽采的方法来解决2号煤层的瓦斯超标问题,从而为2号煤层的安全生产提供保证.本文对2号煤层本煤层顺层瓦斯抽放和临近层顶板高抽巷瓦斯抽放的方法进行了理论分析,为解决2号和6号煤层的瓦斯问题提供了理论指导.     

突出煤层群开采层序论证及三区联动瓦斯抽采技术

针对福泉煤矿山区低透气性突出煤层群开采瓦斯治理难度大,通过煤与瓦斯赋存情况、保护层保护范围及保护层开采技术条件综合论证煤层群开采层序,基于开采保护层为出发点,研究了"开拓区、准备区、回采区"三区联动瓦斯抽采技术体系:底抽巷超前抽采和保护层开采卸压联动瓦斯抽采、本煤层和邻近层卸压联动定向长距离钻孔抽采、一巷三用三维立体瓦斯抽采等技术,实现矿区瓦斯三区联动抽采,促进矿井年抽采量逐年提升,从时间和空间上提前解决了福泉煤矿突出防治及瓦斯涌出治理问题,促成了该矿抽、掘、采合理部署的良性循环。     

高瓦斯突出煤层未保护区综放开采瓦斯综合治理研究

针对淮南潘三煤矿低透气性高瓦斯煤层综放开采的实际情况,在综合分析影响综放面安全开采的基础上,提出并实施了顶板走向长钻孔覆岩卸压瓦斯抽放、本煤层顺层孔卸压瓦斯抽放、尾巷抽放和排放等综合瓦斯治理措施,实现工作面的安全快速推进。实践证明,顶板走向长钻孔覆岩卸压瓦斯抽放是解决低透气性煤层瓦斯抽放率低的有效方法,回采面顺煤层瓦斯预抽率在30%以上;尾巷抽放和排放是低透气性高瓦斯煤层安全生产的有效辅助措施。该方法对类似条件的高瓦斯煤层综放安全开采有指导意义。     

低透气性煤层群井下增透技术

针对松藻矿区可采煤层透气性差、难于抽采问题,根据矿区煤层赋存特点,试验研究了水力压裂增透技术,形成了保护层开采卸压增透技术和高压水力压裂增透技术相结合的有效增透技术方法。矿区采取保护层开采卸压增透后,使被保护层渗透率增长倍数最高达2.03×104倍。采用高压水力压裂增透技术提高保护层透气性后,水力压裂增透半径可达70 m;增透后平均单孔抽采量提高3~5倍,抽采瓦斯体积分数提高3%~20%。松藻矿区采用这2项增透技术后,实现了低透气性煤层群瓦斯的顺利抽采,同时保证了矿井煤炭资源的安全开采。     

复杂条件下近距离煤层群瓦斯综合治理技术研究

中兴煤业属近距离煤层群开采,回采的3203工作面因上下临近层卸压瓦斯涌入制约了工作面的安全高效开采。在前期瓦斯治理难以满足生产及巷道布置现状下,实施了非等长保护层开采试验及"两堵一注"注浆封孔技术。通过考察印证了在低透气性近距离煤层群的复杂条件下时,优先开采关键保护层是区域治理首选途径,形成了复杂条件下低透气性近距离煤层群"开采保护层、底抽巷穿层预抽近距离煤层群掩护煤巷条带、回采区域顺层钻孔预抽"的消突模式。     

影响本煤层瓦斯抽采效果的因素及对策

为了提高本煤层瓦斯抽采率,降低煤炭开采时本煤层瓦斯涌出量,探讨了本煤层瓦斯抽采与瓦斯抽放管路漏气、瓦斯抽放管路积水、煤层透气性、瓦斯抽放泵抽放能力等因素的关系,提出了采用聚氨酯+水泥浆封孔,或封孔位置用弹簧软管代替PVC管路进行封孔,人工放水与自动放水相结合,强化受采动影响范围内本煤层钻孔抽放,利用液态CO2致裂技术增加煤层透气性,增大抽放泵能力等方法,结果表明:这些综合技术措施可提高本煤层瓦斯抽采率。     

高位巷抽放瓦斯技术在弱透气性煤层中的应用

对弱透气性煤层进行高位巷抽放,探索研究适合于其围岩特性的高位巷布置参数,是解决弱透气性煤层难以抽放的技术关键。葛店煤矿通过进行高位巷抽放瓦斯试验,取得了较好的瓦斯抽放效果,对同类条件下煤炭开采的瓦斯防治具有较高的推广应用价值。     

朱集西矿远距离煤层群井上下联合防突工程实践

为解决朱集西矿远距离低透气性煤层群区域防突存在的难题,在分析11-2煤层作为保护层开采合理性的基础上,提出了针对保护层采用井下钻孔、被保护层采用地面井抽采为主的井上下分源联合抽采区域防突方法。实践结果表明,采用该方法后,提高了煤层群瓦斯抽采率,节省了井下钻孔工程量,消除了煤层群的突出危险性,实现了煤层群的安全采掘,对类似煤层群赋存条件下瓦斯治理具有一定的借鉴意义。     

高位钻孔抽放瓦斯技术在弱透气性煤层中的研究及应用

对弱透气性煤层进行高位钻孔抽放,探索、研究适合其围岩特性的高位钻孔布置参数,是解决弱透气性煤层难以抽放的技术关键。通过对第十煤矿进行高位钻孔抽放瓦斯试验,取得了较好的瓦斯抽放效果与瓦斯防治效果,对同类条件煤炭开采的瓦斯防治,具有较高的推广应用价值。     

松软低透强突出特厚煤层瓦斯治理

为了提高松软低透强突出特厚煤层瓦斯抽采效果,基于煤与瓦斯安全高效共采理论,采用保护层开采结合卸压瓦斯强化抽采技术,使高瓦斯突出煤层转变为低瓦斯非突出煤层,实现松软低透强突出煤和瓦斯安全高效共采。在崔庙煤矿进行了保护层开采试验,分析了保护层回采工作面瓦斯来源,利用分源预测法预测瓦斯涌出量并采取卸压瓦斯强化抽采技术。结果表明,保护层开采后,瓦斯抽采量由1.15 m3/min升高到4.3 m3/min且长时间保持稳定,抽采瓦斯加以利用可以取得保证安全生产、开发能源和减少环境污染三重效果,实现了煤与瓦斯安全高效共采。     

突出煤层瓦斯防治技术研究与应用

针对低透气性突出煤层瓦斯治理难题,试验研究了采用保护层开采和高压水射流钻割一体化为主的瓦斯抽采技术。本文介绍了回采工作面远程卸压保护预抽技术和高压水射流钻孔与切割试验情况和效果,煤层透气性系数显著增加,实现了瓦斯强化抽采,消除了煤层的突出危险性,在其他类似条件矿井具有推广应用价值。