综放工作面高位定向长钻孔瓦斯抽采技术

为解决综放工作面上隅角瓦斯治理难题,提出高位定向长钻孔瓦斯抽采技术方法。以王家岭煤矿为试验对象,通过理论计算、数值模拟方法,确定高位定向钻孔布设合理层位,并以此指导高位定向钻孔施工。工业试验表明:上隅角瓦斯浓度由原0.56%~0.98%降至0.42%~0.68%,解决了上隅角瓦斯超限问题,实现了综放工作面的高效、安全生产。     

高位大直径定向钻孔治理上隅角瓦斯技术实践

针对王庄煤矿综放工作面瓦斯涌出量大、上隅角瓦斯积聚的情况,提出采用高位大直径定向钻孔技术治理采空区和上隅角瓦斯超限问题。通过研究采空裂隙随工作面推进的演化过程,分析顶板裂隙发育高度,确定大直径高位定向长钻孔最佳布孔层位及钻孔结构,并进行工程实践。结果表明,在高瓦斯工作面通过布设大直径高位定向长钻孔,初始时钻孔瓦斯浓度相对较高,但随工作面的不断推进,钻孔抽采瓦斯浓度开始下降,且大直径高位定向长钻孔抽采上隅角瓦斯持续时间长,抽采瓦斯纯量稳定,钻孔抽采期间平均纯量为4.3 m3/min,钻孔平均抽采浓度为11.1%,有效解决了上隅角瓦斯超限问题,保障工作面的安全回采。     

定向钻机在厚煤层综放工作面瓦斯治理的实践与应用

为解决石泉煤业综放工作面回采期间上隅角瓦斯浓度高的问题,开展大功率定向钻机顶板走向高位钻孔抽采裂隙带瓦斯应用实践。实践表明：定向钻机施工顶板走向高位钻孔具有抽采效果持续时间较长、钻孔利用率较高的优势;通过30108综放工作面布置煤层顶板走向长钻孔,钻孔长约400 m,钻孔垂深36～48 m,各钻孔内瓦斯浓度基本控制在20%以内;抽采钻孔前后工作面上隅角瓦斯浓度分别为0.78%和0.57%,瓦斯浓度降低26.9%。试验成果为同类瓦斯治理技术提供了有意义的参考和借鉴价值。     

特厚煤层综放工作面高位钻孔优化布置及效果分析

介绍了高位钻孔瓦斯抽采是有效解决工作面上隅角瓦斯超限的重要措施,但钻孔层位布置将直接影响工作面瓦斯治理效果。针对屯宝煤矿特厚煤层综放工作面高位钻孔抽采现状,通过现场考察高位钻孔瓦斯抽采效果,对比分析并不断优化调整高位钻孔布置方式,最终确定了合理的钻孔布置方式。结果表明:高位钻孔布置层位为7~9倍采高时,可以有效保证瓦斯抽采效果,工作面瓦斯抽采率达到60%以上,上隅角瓦斯得到了有效控制,瓦斯治理效果良好。     

高位裂隙带钻孔最佳层位研究

高位裂隙带钻孔是解决工作面上隅角瓦斯超限的常用方法,高位钻孔抽放最主要的影响因素是合理层位选择,其钻孔参数应根据采空区冒落带高度来设计。以霍尔辛赫煤矿3210综采工作面为试验对象,通过理论分析、数值模拟和现场考察等手段,分析确定采空区冒落带高度,依据冒落带高度设计高位裂隙带钻孔终孔层位,优化采空区抽采工艺,提高瓦斯抽采效果,有效解决工作面上隅角瓦斯超限问题。     

青龙矿11615工作面高位定向长钻孔瓦斯抽采分析

为解决青龙煤矿11615回采工作面上隅角瓦斯浓度超限难题,结合该工作面实际瓦斯赋存情况,采用高位定向长钻孔瓦斯抽采技术方法开展瓦斯抽采。对比了瓦斯抽采效果与钻孔距回风巷距离远近的关系,研究了瓦斯抽采效果与回采里程的关系,总结了高位定向长钻孔的瓦斯抽采规律。研究结果表明：回采过程中,通过高位定向长钻孔抽采采空区上覆岩层瓦斯,回采工作面上隅角瓦斯浓度降低到0.25～0.35%,解决了该采空区上隅角瓦斯浓度超限问题;钻孔距回风巷距离为40 m时,抽采瓦斯浓度基本稳定在18.5%左右,抽采效果最佳;随着回采里程的增加,钻孔抽采效果呈上升趋势,但在抽采末期有所下降;说明高位定向长钻孔对降低采空区及回采工作面上隅角瓦斯发挥了一定作用,提高了回采过程中瓦斯治理效率。     

青龙煤矿11615工作面高位定向长钻孔瓦斯抽采分析

为解决青龙煤矿11615回采工作面上隅角瓦斯浓度超限难题,结合该工作面实际瓦斯赋存情况,采用高位定向长钻孔瓦斯抽采技术方法开展瓦斯抽采。对比了瓦斯抽采效果与钻孔距回风巷距离远近的关系,研究了瓦斯抽采效果与回采里程的关系,总结了高位定向长钻孔的瓦斯抽采规律。研究结果表明:回采过程中,通过高位定向长钻孔抽采采空区上覆岩层瓦斯,回采工作面上隅角瓦斯浓度降低到0.25%～0.35%,解决了该采空区上隅角瓦斯浓度超限问题;钻孔距回风巷距离为40m时,抽采瓦斯浓度基本稳定在18.5%左右,抽采效果最佳;随着回采里程的增加,钻孔抽采效果呈上升趋势,但在抽采末期有所下降。说明高位定向长钻孔对降低采空区及回采工作面上隅角瓦斯发挥了一定作用,提高了回采过程中瓦斯治理效率。     

高位定向长钻孔抽采技术在上隅角瓦斯治理中的应用

根据象山矿井5#煤层煤系地层赋存条件,分析了采空区瓦斯富集区层位,设计施工5个顶板高位定向长钻孔进行采空区瓦斯抽采治理。现场抽采结果表明:顶板高位定向长钻孔布置层位高度20~22m,水平内错距离0~45m较为合理;通过进行5#煤层顶板定向长钻孔抽采技术应用,工作面日产量大幅提升,而工作面上隅角瓦斯浓度由此前长期维持在0.7%降至0.4%左右,有效遏制了上隅角瓦斯超限事故,实现了取消高位裂隙钻孔和采空区埋管抽采的目标。     

缓倾斜厚煤层高位钻孔瓦斯抽采技术应用与分析

针对U型通风方式的回采工作面上隅角瓦斯浓度严重制约工作面产量,威胁煤矿安全生产问题,以竹林山煤业1076综放工作面为例,综合考虑煤层顶板岩性、煤层赋存条件等因素,采用高位钻孔抽采方法抽采上邻近层及采空区瓦斯,抽采钻孔有效抽采距离为52～69 m,最大抽采瓦斯纯量为3.99 m~3/min,有效控制工作面上隅角瓦斯浓度.     

突出厚煤层综放工作面瓦斯综合治理技术研究

针对厚煤层综放工作面瓦斯治理难度大、抽采效果差、工作面难以消突的问题,开展了综放工作面立体瓦斯抽采技术研究。立体瓦斯抽采技术包括保护层开采、工作面回采区域顺层钻孔预抽、回风巷留管抽采瓦斯、利用尾巷抽采瓦斯、顶板高位钻孔及底板拦截钻孔抽采瓦斯。通过对P41104综放工作面研究表明:7~#煤层距11~#煤层42 m,作为11~#煤层的上保护层开采是有效的,消除了11~#煤层的突出危险性。立体瓦斯抽采技术的实施,使工作面瓦斯抽采纯量达到25.86 m3/min,抽采率达73%,回风流瓦斯浓度稳定在0.7%以下,减少了瓦斯涌出量,有效解决了工作面上隅角与回风流瓦斯超限问题。     

高位定向钻孔在综放工作面上隅角瓦斯抽采中的应用

针对王家岭煤矿综放工作面瓦斯涌出量大、上隅角瓦斯超限的问题,使用定向钻机及机具,利用定向钻进技术进行高位定向钻孔瓦斯抽放。在分析工作面回采过程中瓦斯运移规律的基础上,通过大量现场实践,得出适用于该矿区的高位定向钻孔轨迹布设参数,有效地解决了上隅角瓦斯超限问题,实现高瓦斯矿井工作面安全高效开采。     

复合关键层综放开采瓦斯运移与抽采耦合规律研究

针对复合关键层工作面开采后覆岩裂隙演化及瓦斯运移涌出耦合规律,以王家岭煤矿12313综放工作面为工程背景,通过研究工作面推进后覆岩活动、裂隙演化情况,得到工作面覆岩裂隙分布特征,建立数值模型,分析卸压瓦斯运移规律。最终将研究结果应用于12313综放工作面现场瓦斯治理及效果检验。结果表明：12313综放工作面复合关键层初次破断步距为49.84m,走向模型的垮落带和裂隙带组成的“两带”高度为121.1m,切眼侧和工作面一侧的裂隙区宽度分别为45.6m和44.6m,切眼和工作面的垮落角分别为62°和60°,倾向模型的垮落带和裂隙带组成的“两带”高度为115m,运输巷一侧和回风巷一侧的裂隙区宽度分别为37m和40m,运输巷和回风巷的垮落角分别为62°和63°;12313综放工作面施加“高位定向钻孔+回风巷埋管”抽采措施后,回采过程中上隅角最大瓦斯浓度能够保持在安全范围内,当埋管口深度为17.3m时,上隅角瓦斯浓度达到0.478%,有效解决了上隅角瓦斯超限及积聚问题,可为类似条件下采煤工作面瓦斯治理提供参考。     

特厚煤层综放工作面瓦斯抽采技术

崔家沟煤矿2303综放工作面存在抽采难度大、瓦斯涌出量大的问题,为此进行了特厚煤层综放工作面瓦斯抽采技术实践。分析综放工作面瓦斯赋存情况,首先采用分源预测法对2303工作面进行瓦斯涌出量预测,然后采取本煤层钻场扇形钻孔预抽、上隅角采空区埋管抽采、回风巷钻场高位钻孔抽采及顶板高位大直径定向长钻孔相结合的方法进行了瓦斯抽采。实践结果表明,采用分源预测法不仅预测了瓦斯涌出量,也可以掌握瓦斯的涌出来源;该方法对瓦斯抽采效果较好,抽采率满足要求,从而在一定程度上保证了工作面安全高效生产,可以为本矿其他综放工作面及同类高瓦斯矿井特厚煤层瓦斯抽采技术提供参考依据。     

大直径多分支长距离高位钻孔抽采技术研究

为了解决综放工作面采空区瓦斯大量涌出造成上隅角瓦斯超限的问题,通过采用大直径多分支长距离高位钻孔顶板裂隙瓦斯抽采技术,实现了精准定位钻孔层位,高效抽采瓦斯,消除上隅角瓦斯超限,减少了钻场巷道和钻孔工程量,节省巷道、钻孔施工时间,有效缓解了生产接替紧张局面,确保了回采期间上隅角瓦斯浓度符合要求,实现了矿井生产安全高效的目的。     

厚煤层采动覆岩裂隙分布特征及卸压瓦斯抽采技术

针对崔家沟煤矿2303综放工作面瓦斯涌出量高易造成瓦斯超限的安全难题,应用采动裂隙椭抛带理论,在分析特厚煤层综放开采覆岩破坏特征的基础上,采用物理相似模拟和UDEC数值模拟试验研究了采空区覆岩"三带"演化规律,建立了采动裂隙椭抛带数学模型,确定出了覆岩裂隙瓦斯抽采有利区,提出了低-中-高位钻孔相组合的瓦斯抽采方案,并进行了工程应用。结果表明:2303综放工作面垮落带高度为33 m,断裂带高度为110 m,距离煤层底板35 m以上55 m以下与外椭抛面交集的范围为瓦斯抽采的有利区域;通过低-中-高位钻孔抽采方案的实施,上隅角瓦斯浓度小于0.6%,回风巷瓦斯浓度小于0.5%,有力保障了工作面的安全高效回采。     

煤矿综放工作面进行瓦斯抽放技术的应用研究

大雁第二煤矿采用瓦斯抽放技术,解决了综放工作面上隅角及回风巷瓦斯超限的难题,但解决风排瓦斯不能实现安全体积分数之下回采。利用ZYW-85型井下移动式瓦斯抽放泵站,通过管路系统、高位钻孔、垂直钻孔和顶板巷等技术,试验研究综放工作面采空区瓦斯抽放,达到综放工作面上隅角及回风巷瓦斯体积分数降到规定的安全体积分数以下,保证了安全生产。     

特厚煤层综放工作面瓦斯抽采技术研究

为解决蒋家河煤矿采空区瓦斯涌出量大、上隅角瓦斯超限和回风平巷风排瓦斯量大等问题,提出了本煤层预抽、专用瓦斯抽放巷抽采和上隅角埋管抽采瓦斯相结合的方法对该矿ZF202综放工作面进行瓦斯治理,进行了现场实测和瓦斯抽采效果分析。结果表明,本煤层预抽后,瓦斯含量由7.92 m^3/t下降为4.21 m^3/t,瓦斯压力由0.72 MPa下降为0.38 MPa;上隅角瓦斯浓度由0.78%下降至0.4%左右。通过对比,专用瓦斯抽放巷的抽采纯量是高位钻孔的2.5倍,抽采效果好于高位钻孔,使工作面和上隅角瓦斯浓度保持较低水平,有效地解决了特厚煤层综放工作面瓦斯超限问题,为安全生产提供了重要保障。     

上隅角埋管抽放前后采空区瓦斯运移规律研究

针对新安煤矿14211沿空留巷综放开采工作面上隅角瓦斯浓度超限问题,对综放开采工作面采空区瓦斯运移规律进行了研究。根据CFD数值模拟的理论,建立采空区瓦斯渗流的三维非均质模型,并得到了模型中相应参数的确定方法。利用Fluent数值模拟软件,对比分析了沿空留巷综放开采工作面上隅角瓦斯有无情况下的采空区瓦斯运移及浓度分布规律。模拟结果表明:通过上隅角瓦斯抽放可平均减少42%的上隅角和采空区的瓦斯,有效解决了沿空留巷综放开采工作面上隅角瓦斯积聚问题,从而保障了综放开采工作面的安全生产。     

高河能源高瓦斯综放工作面瓦斯防控体系研究

为解决高瓦斯综放工作面瓦斯超限难题,针对高河矿W1309综放面实际地质条件和开采技术水平,在分析W1309综放面双U型通风系统的基础上,结合Y型通风方式在防治综放面瓦斯超限的优势,提出“Y型通风+高抽巷”的工作面瓦斯防控模式。为充分发挥走向高抽巷的作用,运用Fluent软件对高抽巷不同垂距、不同平距下Y型通风工作面瓦斯分布规律进行数值模拟。结果表明：当高抽巷布置于煤层底板之上30m,与回风顺槽平距为25m的裂隙带中时,瓦斯抽采效果最好,抽采纯量达到18.52m_³/min,抽采浓度最高,可达8.11%,且上隅角瓦斯浓度最低0.61%。通过现场监测记录数据,得出现场数据与模拟值基本吻合,验证了数值模拟结果的可靠性,为工作面瓦斯防控体系的升级提供了理论指导。     

采动裂隙带高位定向长钻孔瓦斯抽采技术

为解决高瓦斯综采工作面采空区瓦斯涌出量大而导致的上隅角瓦斯超限问题,提出采用高位定向长钻孔瓦斯抽采技术对采空区瓦斯进行治理。数值模拟计算了工作面开采时上覆岩层裂隙带发育高度,设计了合理的定向长钻孔抽采参数。现场应用结果表明：采用高位定向长钻孔瓦斯抽采技术,瓦斯抽采浓度高、流量稳定、有效抽采时间长,回采期间尚未发生上隅角瓦斯超限,瓦斯抽采效果显著,保证了矿井安全高效生产。