极近距离煤层综采工作面低氧综合治理技术

为了有效治理极近距离煤层开采期间上覆层采空区有害气体下泄及顶板跨落有害气体瞬时涌出,导致工作面上隅角氧气浓度不达标的问题,采用上覆层大直径钻孔配合套管护孔抽放技术、空气引射器及上下端头封堵等方法,对上覆采空区气体下泄及顶板跨落气体瞬时涌出治理的效果进行研究。结果表明:大直径钻孔配合套管护孔抽放技术使钻孔抽放量提高了40%,大直径钻孔配合套管护孔抽放技术、空气引射器及上下端头封堵方法的综合应用,使上隅角氧气浓度提高了7.4%。     

裂隙带抽采在漳村煤矿综采工作面的应用

针对漳村煤矿2503工作面回采过程中上隅角超限问题,通过对工作面上覆岩层垮落特征分析,研究在回风巷顶板打设高位裂隙钻孔抽采采空区裂隙带瓦斯进行治理。回采过程中钻孔瓦斯抽采量随工作面推进先增大后减小,上隅角和回风流瓦斯涌出量逐渐降低,工作面上隅角瓦斯未出现超限现象。     

塔山矿地面L型钻孔抽采瓦斯技术应用

为了验证地面L型钻孔抽采采空区瓦斯效果，以塔山矿8214综放工作面为研究对象，采用数值模拟和理论分析相结合的方法，确定了抽放钻孔布置位置和钻孔结构，设计了L钻孔抽采瓦斯方案。研究结果表明：塔山矿8214综放工作面垮落带高度为35m，裂隙带高度为60m，顶板最大悬露空顶长度为45m，垮落角为45°国钻孔应布置在距采煤工作面顶板40～60m，距帮26～30m，有效解决了工作面上隅角和低位抽采巷的瓦斯超限的问题|钻孔的终孔始终位于工作面上隅角的后上方，有效解决了钻孔与工作面推进在瓦斯治理中的时空匹配问题，达到了高效稳定治理采空区瓦斯的目的。     

综采工作面瓦斯治理技术研究与应用

回采工作面推过以后,采空区的顶板要随着工作面的推进而垮落,底板出现底鼓,顶底板原始岩层裂隙增大,通道增多,从而使得开采煤层临近层的瓦斯通过开采形成的裂隙涌到工作面采空区,造成工作面回风流以及上隅角的瓦斯浓度超限.为了解决这一问题,山西玉和泰煤业有限公司根据该矿的特点,对该煤层进行了预先抽放,并在回采工作面的上部岩层内开掘一条高位抽放巷进行瓦斯抽放,利用瓦斯比空气轻的特点,将采空区内的瓦斯利用地面抽放系统抽出,从而降低了工作面及回风巷内的瓦斯浓度,保证了安全生产.     

特厚煤层综放工作面U形通风回风隅角瓦斯防治

四棵树煤炭有限公司8#井B51107综放工作面采用上行通风方式后,为了防治回风隅角瓦斯超限,通过对特厚煤层走向长壁综放工作面开采采空区覆岩垮落形态、采空区瓦斯赋存特点、工作面瓦斯涌出来源等分析,建立二维采空区风量与瓦斯浓度关系数学模型,选择适合的风量和回风隅角瓦斯防治措施,杜绝了回风隅角瓦斯超限现象,取得预期效果,有力保障了工作面的安全生产,为类似条件下的工作面回风隅角瓦斯防治积累了成功经验。     

采动裂隙带地面L型钻孔遇岩层位数值模拟

为确定屯兰矿12507工作面采动裂隙带地面L型钻孔合理层位,解决工作面回采期间上隅角瓦斯超限问题,采用3DEC软件分析了采动裂隙带发育高度,通过COMSOL Multiphysics软件研究了不同层位地面L型钻孔的瓦斯抽采效果。结果表明:12507工作面采空区上覆岩层垮落带高度13 m,裂隙带高度55 m.采动裂隙带L型钻孔距离煤层顶板23 m时,大的漏风量引起的上隅角瓦斯积聚现象明显,上隅角浓度达到15%;当采动裂隙带L型钻孔距离煤层顶板53 m时,钻孔对上隅角瓦斯的控制能力较差;当采动裂隙带L型钻孔层位设置在距离煤层顶板43 m处,上隅角瓦斯浓度仅为0.6%.因此,L型钻孔应布置在距离煤层顶板43 m左右处。     

高位定向钻孔合理层位确定及抽采效果分析

为了有效解决临近层卸压瓦斯通过采动裂隙扩散至本煤层工作面，导致采空区上隅角及工作面回风巷瓦斯浓度超限的问题。以某矿9103工作面为工程背景，采用理论分析与数值模拟相结合的手段，对工作面上覆岩层裂隙演化规律进行分析研究。研究表明：采用UDEC数值模拟软件分析工作面上覆岩层破坏时垮落带和裂隙带演化规律及裂隙带高度分布范围与理论计算结果基本一致，覆岩垮落带最大高度4.9 m，裂隙带最高13.44 m。基于此，确定了工作面覆岩高位钻孔设计方案：在9#煤层上方10 m位置的粉砂岩中，采用高位钻孔技术抽采瓦斯，整体抽采浓度较高，进一步验证了高位钻孔布置参数设计的合理性。     

特厚煤层大采高综放工作面端部覆岩活动规律研究

为了研究特厚煤层大采高综放工作面能否采用小煤柱沿空掘巷技术,以塔山煤矿特厚煤层8204大采高综放工作面为工程背景,采用地表下沉量观测、微震观测和理论分析的方法研究了大采高综放工作面端部覆岩活动范围、裂隙场分布、运动特征及结构特征。结果表明:15 m特厚煤层大采高综放工作面垮落带高度为43 m,断裂带高度为43~200 m,200 m以上岩层处于弯曲下沉带内;大采高综放工作面端部以垮落角、移动角为边界形成滑移破裂区、拉压裂隙区和压裂隙区3个裂隙发育区;采空区稳定前工作面端部形成"下位悬臂梁-上位砌体梁"结构,随着工作面推进,覆岩进一步运动下沉,采空区稳定后下位悬臂梁破断,形成三角形滑移区,上位关键层仍以砌体梁结构方式存在,并控制侧向应力场的分布。     

高位巷周期垮落分期排抽采空区瓦斯技术

针对塔山煤矿大采高综放工艺采空区瓦斯涌出量占工作面总涌出量82%,工作面上隅角、支架缝隙瓦斯超限频繁等问题,以回采期间采空区瓦斯赋存量变化规律为基础,在采空区垮落带布置高位巷,利用周期垮落实现"一巷两用"的采空区瓦斯治理技术。经试验考察,高位巷布置在开采层上部垮落带2#煤层中,回采工作面开采初期,高位巷作为专用瓦斯巷引排采空区瓦斯,将工作面通风方式由"U"型改造为"U+I"型,高位巷瓦斯排放量逐步增长至30 m~3/min,回风巷风排瓦斯量由初始平均值23 m~3/min降至5 m~3/min以下;开采中后期,高位巷被密闭作为大管径抽采巷负压抽排采空区瓦斯,抽排量提升至40 m~3/min,较引排作用提高33%。工作面回采期间,上隅角瓦斯浓度均持续控制在0.6%以下,有效防治采空区瓦斯涌入回采面。     

塔山矿地面垂直钻孔治理工作面瓦斯技术与实践

塔山矿特厚煤层综放工作面开采强度大,煤层瓦斯含量低,涌出量大,受顶板跨落影响,瓦斯涌出波动大。为了避免工作面高强度开采与瓦斯治理工程在时间和空间上的矛盾,改善矿井安全生产环境,采用地面垂直钻孔抽采综放工作面采动过程中超前压力裂隙带和工作面上隅角后上方采空区瓦斯,控制了采空区高浓度瓦斯向工作面上隅角的大量涌出,同时有效降低了工作面回风流瓦斯浓度。