地应力主导型突出危险煤巷水力扩孔卸压防突技术研究

为了防治桑树坪煤矿松软3#煤层地应力主导型突出灾害,提出了采用水力扩孔卸压增透技术进行煤巷条带区域防突的防治措施。采用理论分析、FLAC3D数值模拟软件获得了扩孔后煤体破坏形态、塑性区范围及应力分布规律,据此确定水力扩孔合理布孔参数。并提出以残余瓦斯含量、扩出煤屑率作为防突效果的双重评价指标,从而提出穿层钻孔水力扩孔卸压防突技术,并进行了现场应用。应用表明:扩孔后煤层卸压增透及防突效果显著,瓦斯流量衰减系数降低65%~74%,自然瓦斯涌出量提高2~3倍。残余瓦斯含量的临界值为8m3/t,煤层正常、异常区域扩出煤屑率的临界值分别为3%、5%,可实现煤巷安全高效掘进。     

桑树坪煤矿3号煤层煤与瓦斯动力灾害治理实践

桑树坪煤矿面临2号煤层局部薄化不可采、11号煤层含硫高且底板奥灰水害威胁情况,严重突出厚煤层3号煤层无保护层开采。针对矿井煤层赋存及瓦斯灾害特点,在进行矿井概况分析和煤层开采程序论证后,提出采用底板岩巷穿层钻孔水力扩孔强化卸压预抽煤巷条带煤层瓦斯,结合密集顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯进行区域防突;针对应力主导型动力灾害,在工作面回采前采用顶板预裂爆破卸压降冲等技术防治。实践表明,结合上述措施,同时采用顶板控制预裂爆破弱化降冲工艺技术,是治理桑树坪煤矿3号煤层地应力主导灾害的可行方法。通过矿井南一采区、北一采区和北二采区采掘部署调整和优化,为矿井区域防突措施执行及瓦斯抽采提供了时间和空间。     

松软煤层煤巷掘进卸压槽防突技术

煤与瓦斯突出事故是煤矿灾害中的主要事故之一,煤与瓦斯突出往往发生在煤巷掘进工作面或石门揭煤掘进工作面.特别在瓦斯含量高且松软的煤层,掘进工作面的防突工作更为艰巨.论述了通过对掘进工作面施工卸压钻孔,利用其对煤体的卸压作用产生的裂隙,进而进行瓦斯抽放和煤层注水的卸压槽技术.通过对各种预测指标的考察,证明了在松软煤层煤巷掘进工作面利用卸压槽技术能起到很好的消突作用.     

高压水射流卸压增透技术在松软厚煤层防突中的应用

在桑树坪煤矿3#煤层不具备开采保护层区域,沿底板巷上向打穿层钻孔,运用高压水射流扩孔卸压增透技术进行瓦斯抽放试验。试验表明,3#煤层高压水射流扩孔后钻孔瓦斯流量衰减系数减小3~7倍,扩孔后钻孔流量由1. 085 5 L/min提高至2. 377 1 L/min,钻孔瓦斯涌出量提高了2倍,扩孔钻孔控制区域扩出煤屑率1. 24%~2. 49%,残余瓦斯含量4. 24~5. 95 m3/t,卸压效果显著,煤层的可抽性得到明显改善,达到了消突目的。     

桑树坪二号井难抽采煤层瓦斯突出特征与防治

为了实现煤与瓦斯突出矿井高效瓦斯治理,以桑树坪二号井3号难抽采煤层为背景,在分析煤矿地质条件研究的基础上,充分利用已有研究成果,通过对有关数据的梳理和分析总结了桑树坪煤矿主采3号煤层的瓦斯突出特征。在已有煤与瓦斯突出基础上,提出了相应的区域和局部防突措施,最后以4321工作面作为实验工作面,对瓦斯防突效果进行检验。结果表明,该煤层瓦斯的突出动态过程主要是由地应力引起的,突出程度较轻、无规律,采用区域和局部综合防突措施后,防突效果检验表明其钻屑体积指数很小,实现了难抽采煤层瓦斯突出的有效防治。     

底抽巷穿层钻孔预抽技术在长平矿的应用

为治理掘进工作面瓦斯,消除突出危险性,确保巷道安全掘进,在高瓦斯、松软、低透掘进工作面中采用底抽巷穿层钻孔煤巷条带瓦斯预抽技术,提高瓦斯抽采效果,降低煤体瓦斯含量,通过穿层钻孔卸压释放地应力煤体瓦斯压力,增加煤体塑性,使得防突指标和瓦斯涌出量大幅度降低,最终实现巷道安全高效掘进.     

机械式扩孔技术在低透气性煤层煤巷掘进的应用

在低透气性的突出煤层煤巷掘进中,目前常规的钻孔抽放很难消除煤层的突出危险性,必须增加煤层的透气性。机械式扩孔技术能保留较小的开孔直径,能满足防突规定的要求,而在钻孔深部扩大钻孔直径,产生了较好的卸压、排瓦斯的效果。机械式扩孔与顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域措施相结合,能消除煤巷掘进的突出危险性。     

绿塘煤矿超高压水力割缝卸压增透效果考察及应用

为有效解决绿塘煤矿低透气性突出煤层煤巷掘进区域验证指标超标、瓦斯浓度超限导致的煤巷掘进效率低的问题,采用超高压水力割缝卸压增透技术在该矿6中S204回风巷煤巷条带进行试验与应用,考察确定了6中煤层的合理割缝压力、切割半径和抽采瓦斯纯流量等参数。结果表明:超高压水力割缝技术能够有效改善煤层透气性,大幅提高瓦斯抽采效率,煤巷掘进进度由20. 0～30. 0 m/月提高到87. 5 m/月,解决了低透气性突出煤层煤巷掘进瓦斯治理难题,可为类似矿区煤巷条带的瓦斯高效治理提供经验和技术指导。     

大采深突出煤层深孔控制预裂爆破消突技术应用

针对松软、透气性差、采深大且突出危险日益严重的单一厚煤层而言,采取合适的防突措施,使煤层充分卸压增透,提高瓦斯抽采率,是煤巷掘进提高单进的关键。通过理论分析和实践证明,在松软低透气性大采深突出煤层煤巷掘进工作面进行控制预裂爆破技术是可行的,不仅可以大幅提高煤层透气性,还可以通过抽放、排放,降低煤层瓦斯含量和瓦斯压力,煤体应力向深部转移,消除前方突出危险性,煤巷单进水平大幅提高,月单进由原来不足40 m提高到60 m,缓解采掘接替紧张局面,确保了矿井安全生产。     

顶板定向分支钻孔预抽煤巷条带瓦斯工程实践

针对下峪口煤矿23202切眼掘进工作面无保护层开采条件、普通顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯不符合《防治煤与瓦斯突出细则》要求,提出了顶板定向分支钻孔预抽煤巷条带瓦斯区域防突措施,通过对钻孔施工情况及瓦斯抽采效果分析,顶板定向分支钻孔实现了对预抽区域煤层的全覆盖,抽采63 d后区域防突措施效果检验,煤层残余瓦斯含量降到8 m3/t以下,实现了巷道的安全掘进。     

钻割一体化技术在煤巷掘进消突中的应用

针对孟津煤矿二2煤层高瓦斯松软低透气性的现状,选择了钻割一体化增透措施。介绍了钻割一体化技术增透机理,研究了钻割抽一体化技术在高瓦斯松软低透煤层煤巷掘进中的消突效果。研究表明,在该矿二2煤层煤巷掘进中实施钻割一体化高压脉冲水射流割缝技术割缝有效影响半径达2.5 m,煤层残余瓦斯含量低于8 m3/t,起到理想的卸压消突效果,且采用钻割一体化技术与普通超前钻孔技术相比,单个循环钻孔数减少51.9%,消突措施执行时间缩短38.1%,单孔抽采量提高率达61.87%,有效缩短了煤巷掘进时间。     

深部煤巷条带区域双重卸压防突方法研究

针对深部高地应力煤巷条带区域防突,分析了瓦斯抽采对深部煤与瓦斯动力灾害的影响,揭示了深部瓦斯抽采后增加了地应力主导型突出危险的灾害新特点。提出了将卸压底板岩巷预先布置在待掘煤巷正下方一定距离对巷道上覆煤岩体的地应力进行卸压,同时联合使用穿层钻孔对煤巷条带进行卸压抽采的煤巷条带区域双重卸压防突方法,并应用于工程实践。实践表明:卸压底板巷上覆煤岩体的卸压效果显著,穿层钻孔卸压抽采显著提高,实现了同时消除地应力危害和瓦斯危害的双重作用。     

巷帮钻场深孔抽采配合迎头孔卸压防治掘进工作面煤与瓦斯突出

阐述了突出煤层掘进过程地应力和瓦斯压力卸放及形成防突安全屏障的原理,提出构筑中等到及严重突出煤层掘进防突安全屏障的措施主要是采取巷帮钻场深孔抽采+迎头孔卸压。     

定向钻孔预抽突出煤层煤巷条带瓦斯技术

为缓解突出煤层矿井采掘衔接紧张的矛盾、实现煤巷掘进前快速消突的目标,针对传统瓦斯抽采消突方法存在的施工周期长、成本高的问题,提出利用定向钻孔预抽突出煤层煤巷条带瓦斯,采用空气复合定向钻进技术解决突出煤层定向长钻孔钻进难题,并且研制选型了配套的空气复合定向钻进装备。在青龙煤矿试验情况表明：该技术装备成孔效果显著,攻克了钻孔施工过程中存在的钻孔轨迹精确控制、下斜孔高效排渣、空气螺杆钻具正常运转等技术难题,定向长钻孔抽采瓦斯流量大、浓度高,其中21608轨顺钻场已抽采200万m3瓦斯;21601运顺钻场瓦斯抽采达标,经区域效果检验合格后已安全掘进。研究为碎软突出煤层煤巷条带消突提供了新的思路。     

豫西构造软煤穿层钻孔水力压裂增透技术应用

豫西矿区主采二1煤属典型三软不稳定煤层,透气性极低,属极难抽采煤层,大多矿井属单一煤层开采,不具备开采保护层条件,常规的预抽瓦斯技术虽然能解决一定的问题,但抽采效果不理想,抽采后突出危险性仍然很高,必须采取一定的卸压增透措施来提高煤层的透气性系数。为提高松软、突出煤层的瓦斯抽采效果,在大平煤矿21121底抽巷开展了底板岩巷穿层钻孔水力压裂增透技术试验。试验结果表明:水力压裂有效提高了煤层透气性,提高了矿井瓦斯抽采效果,消除了突出煤层煤巷掘进期间的突出威胁,加快了掘进速度。     

底板抽采巷前探钻孔防止误揭突出煤层的应用

尚庄煤矿为煤与瓦斯突出矿井,矿井地质条件较复杂,断层、褶曲发育,开采的B4煤层属高瓦斯低透气性松软煤层,且不具备开采保护层的条件.煤巷掘进工作面采用底板穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施,在煤层底板抽采巷道掘进过程中,通过超前施工探煤钻孔,掌握掘进巷道前方煤层及地质构造情况,分析勘测验证地质资料,编制巷道剖面图,及时掌握施工动态和围岩变化情况,防止误穿突出煤层.7131风巷底抽巷断层发育,实际施工证明,只要做到先探后掘,就能杜绝煤层底抽巷误揭突出煤层事故发生.     

兴达煤矿11111运输巷掘进区域防突措施应用

为了预防煤巷掘进过程中发生煤与瓦斯突出事故,根据各种技术规范的规定,针对"三软"突出煤层中煤巷掘进防突的特点,对兴达煤矿11111运输巷掘进中顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施进行了应用实践。实践表明:综合防突措施适合兴达煤矿"三软"突出煤层中煤巷掘进防突要求,取得了好的安全效果和经济效益。     

二次扩孔水力冲孔瓦斯治理技术效果分析

针对新安煤矿典型的"三软"煤层具有低透气性、坚固性系数小、松软破碎的特性,且瓦斯抽采钻孔塌孔快、抽放效果差的特点,研究了适合新安煤矿突出煤层的水力冲孔工艺,重点分析了二次扩孔改变岩层孔径的情况下,利用高压水射流在煤体中运移规律,改变应力场,增加冲孔出煤量,改善水力冲孔效果。实验结果表明:执行二次扩孔水力化瓦斯治理措施,利用底板水力冲孔的卸压特征,有效地增加冲出煤量,防止憋孔、堵孔,从而快速消突,提高巷道掘进速度。     

穿层钻孔掏穴爆破增透卸压技术研究

针对深井高地应力、高瓦斯低透气性煤层瓦斯抽采浓度及抽采量低、煤层消突时间长、高地应力冲击危险灾害严重等难题,提出了穿层钻孔掏穴、深孔爆破增透卸压成套技术的工艺及原理,并应用于工程实践。结果表明:采用穿层钻孔掏穴、深孔预裂爆破联合增透技术后高应力得到充分卸压,平均瓦斯抽采浓度增大1.66倍,平均瓦斯抽采流量增大1.91倍;单元预抽煤巷条带长度相同条件下,抽采量大幅提高,缩短抽采时间。高地应力冲击灾害得到消除,瓦斯灾害得到有效治理,解决了采掘接替紧张的难题,实现煤巷安全、快速掘进,同时可为其它类似地质条件的矿井提供借鉴。     

平行煤巷掘进期间瓦斯偏大问题探讨

针对平行煤巷掘进期间瓦斯偏大的问题,通过采用预抽煤层瓦斯及卸压抽采煤层瓦斯的方法进行有效抽采。并以新疆库车县夏阔坦矿业开发有限责任公司榆树田煤矿运输上山及回风上山掘进期间瓦斯抽采方法为例,探讨了解决平行煤巷掘进期间瓦斯偏大问题的有效方法。