单一高突煤层沿空掘巷卸压消突效果研究

以鹤壁矿区单一高突煤层为研究背景,首先分析了不同开采方式下(全层放顶煤、开采顶分层)的煤岩体变形破坏及应力变化特征及不同开采方式下的采空区卸压影响规律。以残存瓦斯含量为突出预测参数,研究分析了沿空掘巷卸压消突效果。     

高瓦斯突出矿井卸压开采瓦斯综合治理实践

朱集东煤矿为“三高一深”（高地压、高瓦斯强突出、高地温、千米埋深）矿井,采掘工作面煤与瓦斯突出危险性极大,开采此类煤层最经济有效的办法是开采保护层。为抽采保护层11-2煤层开采过程中本煤层及邻近层大量卸压瓦斯,采用分源法计算瓦斯涌出量,结合工程类比取大值。根据瓦斯涌出量预测结果,选用Y型通风方式,辅以顺层钻孔、地面钻井、顶板巷大直径筛管平钻孔、留巷埋管及穿层钻孔等抽采方式,使工作面回采期间瓦斯抽采率达到84.8%,实现了深井高瓦斯工作面煤与瓦斯安全高效共采。     

瓦斯矿井升级突出矿井后通风系统设计优化

矿井通风系统的可靠性直接关系到矿井通风安全及矿井防灾抗灾能力。为了保证安全生产,矿井的通风系统必须随着矿井瓦斯等级的变化而提升,满足矿井瓦斯治理、防治突出的新要求。不同瓦斯等级的矿井对通风系统的要求不同,结构简单、安全可靠、经济合理、与矿井瓦斯等级相适应的通风系统,可以保障矿井安全生产、实现矿井的可持续发展。为此,总结了陈四楼煤矿瓦斯矿井升级突出矿井的通风系统设计优化过程,简要分析陈四楼煤矿通风系统优化经验,以期为矿井通风系统改造提供借鉴。     

单一低透气性煤层采空区卸压带防突范围确定

针对单一低透气性煤层具有瓦斯预抽难度大、防突效果差等特点,为准确确定卸压带范围,实现单一低透气性煤层卸压带内的快速掘进,以古汉山矿为例,采用多种方法综合考察法来考察卸压带范围。结果表明:通过测定其邻近采空区煤层内残存瓦斯含量、压力并结合数值模拟,综合确定该矿井有效防突卸压带范围为8 m,在该范围内,瓦斯涌出初速度、钻屑量和钻屑瓦斯解吸指标均小于临界值,说明卸压带内无突出危险性,可实现在单一低透气性煤层卸压带的安全快速掘进。     

新集二矿1~#煤层开采采空区侧向卸压瓦斯排放宽度研究

为研究工作面回采后本煤层卸压范围和瓦斯自排放宽度,针对新集二矿1~#煤层瓦斯地质赋存条件,对210108工作面采空区侧向煤体的瓦斯含量、钻屑量及钻屑解析指标进行考察研究,并结合数值模拟结果,确定了工作面卸压带宽度。现场测试数据及数值模拟结果表明:1~#煤层210108工作面瓦斯卸压宽度范围为0~12 m;采空区侧向垂直应力在距离采空区0~10 m范围内为应力降低区;结合现场实际情况综合确定该面卸压宽度为10 m。     

古汉山矿沿空巷道应力及瓦斯突出危险性分布

为了探明沿空巷道周边煤体的应力分布情况及煤层瓦斯含量变化,运用岩体力学与弹性力学的相关理论,基于古汉山矿15091工作面回风巷的现场试验,对该矿的钻屑量与矿山应力以及瓦斯压力之间的关系进行研究,并根据相关公式计算与对钻屑量的分析得出了卸压区的安全宽度及矿山应力的分布规律:卸压区域的安全宽度为12 m,12~25 m为应力集中区,25 m以后为原始应力区。最后结合沿空掘巷周边煤层内应力值与瓦斯含量变化得出了应力集中区内煤体已发生破坏,并得出巷道预排瓦斯宽度应为15 m以上。     

煤矿采空区卸压空间分布特征研究

为研究采空区的采动卸压空间分布特征,采用FLAC~(3D)软件模拟计算煤层开挖后围岩的三维应力分布,并基于计算结果划分出采空区的卸压空间分布特征。结果表明:离开采煤层中心距离增加,竖直方向应力先急剧增大,随后增加速度缓慢直至趋近原岩应力;离采空区边界距离增加,煤柱上的三向应力先急剧增加,再急剧降低并逐渐趋于原岩应力;采空区卸压空间分布整体呈现近似螃蟹形,且开采煤层上部的采空区卸压空间明显大于下部。     

矿井瓦斯突出危险带的预测方法

通过对平顶山十二矿六采区瓦斯地质特征分析,运用“煤体结构破坏是瓦斯突出的主体,地质构造控制煤体结构破坏,煤体结构破坏控制瓦斯突出”这一新观点,从而形成了通过地质构造预测煤体结构,通过煤体结构预测瓦斯突出的工作模式,据此模式对平顶山十二矿己15-17-16160采面瓦斯突出危险带进行预测。     

高瓦斯矿井立井揭煤应力分布模拟及防突措施研究

针对立井延伸揭穿高瓦斯15#煤层的安全隐患,分析了立井筒壁与掘进头附近应力分布特征,结合立井开挖的数值模拟分析了筒壁的应力集中区的高度范围H1及x-z平面的横向影响范围L1和掘进头前方的应力集中区的高度范围H2、x-z平面的横向影响范围L2的相应取值范围,针对上述的结论在现场实施了钻孔预排瓦斯与卸压,最终保证了立井成功揭穿了15#煤层。     

基于裂隙带展布的采空区瓦斯抽放方法研究

针对新安矿14221工作面采空区瓦斯涌出量高,对于裂隙带高度、厚度与瓦斯抽放内在关系不清楚,施工钻孔抽放瓦斯效果差等问题,通过经验公式计算、计算机模拟和现场实测3方式确定煤层采动后采空区裂隙带的高度及分布规律,查明钻孔高效抽放的最优区域。分析试验数据,提出交替施工2种裂隙带钻孔配合抽放采空区瓦斯。通过效果分析,单孔瓦斯浓度最高可达采48%,采空区瓦斯抽放浓度平均达到36%,瓦斯抽放纯量达3.8 m3/min,显著的提升了采空区瓦斯抽放效果,有效解决了该工作面存在的难题,保障了工作面的安全回采。     

吴寨矿瓦斯赋存特征及突出危险性分析

吴寨矿己15煤层与具有突出危险性的十矿己组煤层采空区相邻,采掘前必须确定煤层的突出危险性。根据地质构造资料和实测数据,分析了吴寨矿瓦斯赋存特征及其影响因素,并结合邻近矿井瓦斯动力现象,应用单项指标对吴寨矿己15煤层进行了煤与瓦斯突出危险性研究。结果表明,在标高-371m以浅,吴寨矿己15煤层无煤与瓦斯突出危险性。     

海孜煤矿瓦斯涌出突出特征分析

系统地考察了海孜煤矿瓦斯涌出、突出特征,指出了瓦斯涌出量的变化规律,分析了瓦斯突出点的地质特点,对层滑构造在煤与瓦斯突出中的控制作用进行了系统探讨。     

中岭井田煤与瓦斯突出规律特征

煤与瓦斯突出是煤矿自然灾害中最为严重的自然灾害之一,它是煤体在地应力和瓦斯的共同作用下发生的一种异常动力现象,轻者摧毁设施,重者会使风流转向、人员窒息、引发瓦斯爆炸等事故。为了进一步掌握中岭煤矿煤与瓦斯突出的规律特征,根据建井至今(2008年10月)收集的相关数据资料,笔者仅从地质构造、开采深度、作业方式、巷道类型等粗浅分析了突出的规律特征,根据其规律特征采取了相应的防治突出措施,并取得了明显的效果。     

采空区瓦斯分布规律的模拟研究

针对综采面U型通风上隅角瓦斯经常超限的严重问题,将工作面的通风方式调整为W型通风,分别对综采面U型通风和W型通风条件下采空区瓦斯分布进行了数值模拟研究,得出两种不同通风方式下的采空区瓦斯分布规律。研究结果表明:工作面选用W型方式,在相同的条件下,能更有效地解决上隅角瓦斯超限问题,最后,通过将数值模拟风速值与理论计算风速值进行对比,模拟结果与理论计算结果非常接近,验证了数值模拟的正确性,为综采工作面瓦斯的防治提供了一定的理论依据。