高瓦斯煤层工作面瓦斯综合治理技术及应用

为解决XV1302工作面瓦斯压力大及采掘接继困难等问题,根据工作面现有情况,通过分析工作面煤层赋存状况和瓦斯涌出特征,采取了本煤层定向钻孔+顺层钻孔预抽、边采边抽、顶板倾向高位钻孔抽采上隅角瓦斯及全封闭采空区抽采瓦斯等技术措施。通过以上瓦斯治理措施,瓦斯含量大幅降低,缓解了采掘衔接问题,经济和社会效益显著。     

新义矿采煤工作面区域瓦斯抽采效果研究

为了消除采煤工作面煤与瓦斯突出危险性,保证工作面接替工作的顺利进行,根据新义矿11031采煤工作面煤层赋存与瓦斯的具体情况,选择采用(本)煤层顺层平行钻孔预抽回采区域煤层瓦斯的区域防突措施。预抽工作面煤层瓦斯后结果表明:预抽钻孔布置均匀无空白带,整个回采区域划分为4个评价单元;累计抽采瓦斯量112.4万m3,抽采率达33.8%,根据瓦斯抽采量计算残余瓦斯含量为5.45~7.16 m3/t;实测残余瓦斯含量3.89~6.77 m3/t,可解吸瓦斯含量为2.69~5.57 m3/t。各项评价指标均满足《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》的要求,可以判定11031采煤工作面区域瓦斯抽采效果达标。     

穿层钻孔预抽煤层瓦斯水力增透关键技术研究

高瓦斯突出煤层预抽瓦斯消突是突出矿井煤巷掘进前的主要技术措施。由于我国煤矿煤层透气性低,原始煤层预抽煤层瓦斯效果差,抽放时间长,为提高低透气性高瓦斯突出煤层的瓦斯抽采效果,在振兴二矿11031下副巷底抽巷对比非增透区试验考察了水力冲孔增透区、水力冲孔+压裂增透区预抽瓦斯效果。试验结果表明,实施水力增透措施后,有效扩大了钻孔抽采瓦斯影响半径,提高了煤层的透气性,增加了瓦斯抽采量,区域瓦斯治理效果明显。     

穿层钻孔预抽煤层瓦斯水力增透关键技术研究

由于我国煤矿煤层透气性低,原始煤层预抽煤层瓦斯效果差,抽放时间长,为提高低透气性高瓦斯突出煤层的瓦斯抽采效果,在振兴二矿11031下副巷底抽巷对比非增透区试验考察了水力冲孔增透区、水力冲孔+压裂增透区预抽瓦斯效果。试验结果表明,实施水力增透措施后,有效扩大了钻孔抽采瓦斯影响半径,提高了煤层的透气性,增加了瓦斯抽采量,区域瓦斯治理效果明显。     

黄岩汇煤矿综合瓦斯抽采技术研究与实践

针对黄岩汇煤矿15102工作面瓦斯涌出量大,上隅角有瓦斯超限的倾向且部分区域有突出危险性的问题,在15102工作面采用本煤层顺层钻孔抽瓦斯,高抽巷抽瓦斯,顶板走向钻孔及采空区埋管抽采瓦斯综合治理措施。在该煤层预抽瓦斯后本煤层瓦斯含量降至2.05~7.01m3/t,全区域平均4.27m3/t,基本消除15102工作面具有突出危险性的问题;高抽巷抽采浓度平均在40%,抽采纯量25m3/min。在邻近层钻孔与采空区埋管抽采瓦斯措施实施后,上隅角瓦斯浓度在0.64%以下,较好防止上隅角瓦斯超限问题。     

新义矿采煤工作面区域瓦斯抽采效果研究

为了消除采煤工作面煤与瓦斯突出危险性,保证工作面接替工作的顺利进行,根据新义矿11031采煤工作面煤层赋存与瓦斯的具体情况,选择采用(本)煤层顺层平行钻孔预抽回采区域煤层瓦斯的区域防突措施。预抽工作面煤层瓦斯后结果表明:预抽钻孔布置均匀无空白带,整个回采区域划分为4个评价单元;累计抽采瓦斯量112.4万m3,抽采率达33.8%,根据瓦斯抽采量计算残余瓦斯含量为5.45⁷.16 m3/t;实测残余瓦斯含量3.897.16 m3/t;实测残余瓦斯含量3.89⁶.77 m3/t,可解吸瓦斯含量为2.696.77 m3/t,可解吸瓦斯含量为2.69⁵.57 m3/t。各项评价指标均满足《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》的要求,可以判定11031采煤工作面区域瓦斯抽采效果达标。     

近距离突出煤层群瓦斯综合治理技术研究

近距离突出煤层群条件下,进行有效的区域瓦斯治理措施,包括必要的瓦斯抽采和煤层消突措施,能够保障开采过程中的安全。本文针对原相矿近距离突出煤层群区域瓦斯治理中存在的问题,分析目标煤层瓦斯赋存及运移规律,提出适合原相矿采掘抽衔接的区域防突措施,优化原始煤层瓦斯预抽参数和被保护煤层卸压瓦斯抽采参数,最终形成原相煤矿区域瓦斯综合治理技术。该技术的使用有效的降低了突出煤层的瓦斯含量,消除了突出煤层的突出危险性,缓解了原相煤矿采掘抽接替紧张的矛盾,为矿井的安全高效开采提供了技术保障。     

小庄煤矿液态二氧化碳驱替技术研究与应用

煤层瓦斯抽采效率不足是高瓦斯及突出矿井采掘接续困难和瓦斯事故频发的主要原因,为了提高煤层采前瓦斯预抽效率,降低矿井瓦斯灾害治理成本,基于液态二氧化碳对煤层进行低温致裂增透和对煤层瓦斯进行相变交换置换驱替的两方面影响,针对彬长小庄煤矿低透气性、瓦斯难以抽采的问题,以40205工作面为研究对象,通过对其进行液态二氧化碳驱替煤层气技术深入分析和工程应用,分析了现场抽采效果。现场应用表明,驱替后的钻孔内瓦斯浓度平均增加1.425倍,纯量平均增加1.33倍,瓦斯抽采效率明显提升。该结果初步证实了液态二氧化碳驱替技术的适用性,为煤矿瓦斯抽采提供了一定的技术支撑。     

高河能源低渗煤层分段水力造穴增透技术

高河能源3~#煤层属高瓦斯低渗煤层,随着煤层开采强度的增大,单一普通钻孔瓦斯抽采难以快速降低煤层瓦斯含量,采掘接替紧张问题日趋凸显。因此,为提高本煤层瓦斯抽采效率,强化煤层瓦斯抽采效果,有效缓减采掘接替紧张,对本煤层实施了分段水力造穴增透技术。现场试验结果表明,实施分段水力造穴增透技术后,与普通瓦斯抽采钻孔相比,单孔平均瓦斯抽采纯量可增加3～4倍,增透效果显著,但受钻孔倾角影响,水力造穴钻孔抽采瓦斯浓度普遍低于普通预抽钻孔,出现高流量低浓度的瓦斯抽采规律。研究成果可为其它低渗煤层分段水力造穴增透技术实施及相关参数选择提供科学借鉴。     

底抽巷“一巷三用”煤与瓦斯共采技术

针对马兰矿高瓦斯工作面上隅角瓦斯浓度偏高问题,结合其近距离煤层的地质及回采条件,通过在8~#煤下邻近层9~#煤层内布置底抽巷,既可作为后期开采9#煤时的回采巷道,有利于采掘衔接,又可截抽下邻近层卸压瓦斯和预抽本煤层瓦斯,再又抽采高位裂隙带内瓦斯和现采空区的瓦斯。马兰矿将该技术在18301工作面得以实践,取得了良好的抽采效果。     

回采工作面瓦斯涌出BP神经网络分源预测模型及应用

基于回采工作面瓦斯涌出分源涌出，利用人工神经网络分别预测开采煤层、邻近煤层、采空区3种来源的瓦斯涌出量；因3种来源瓦斯涌出量的影响因素不同，为了避免不相关因素的干扰，提高预测精度，确定整个预测体系由开采层、邻近层、采空区等3个瓦斯涌出量预测神经网络组成，对每个涌出源分别建立神经网络预测模型；最后采用Matlab中BP神经网络算法，针对实际矿井进行应用，预测误差小.     

演马庄矿综合瓦斯治理模式及成套技术

演马庄矿开采的二₁煤层为单一厚煤层,透气性低,瓦斯含量高,瓦斯涌出量大。以27151工作面瓦斯治理为例,通过顶板岩巷穿层钻孔和顺层钻孔预抽区段和条带煤层瓦斯、回采工作面综合治理瓦斯、瓦斯抽采系统优化,并配套水力冲孔、水力压裂和深孔预裂爆破等卸压增透措施,全方位、多层次、综合化的瓦斯治理模式,使得控制区域应力得到消除、煤层透气性系数大幅度提高,瓦斯抽放量有大幅度提高,能够有效缩短抽采达标需要的时间,保证了采煤工作面在回采过程中的安全生产。     

保护层工作面瓦斯综合治理技术

为了解决张集煤矿1122（1）保护层工作面开采时被保护层的大量卸压瓦斯涌入,造成保护层工作面开采过程中回风瓦斯浓度较大的问题,采用顺层钻孔抽采技术,上隅角埋管、插管抽采技术,尾抽巷、高抽巷、底抽巷抽采技术等综合瓦斯治理技术对其进行了治理。结果表明：采用上述瓦斯综合治理技术后,工作面瓦斯抽采率达到87.8%,有效地解决了保护层工作面回采期间的瓦斯问题。     

基于安全风险双预控的近距离煤层群瓦斯抽采达标评判指标优化

《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》分别从采前和采煤过程2个不同的生产阶段对工作面瓦斯进行风险管控,给出了相应的瓦斯抽采效果评判指标,实现了采煤工作面全过程的瓦斯风险管控。但是现行的采前瓦斯抽采效果评判指标未充分考虑高瓦斯煤层群的开采特点,风险预控的效用相对较低,主要依靠采煤期间的工作面瓦斯抽采率等过程管控指标来控制风险,高瓦斯煤层群开采工作面的瓦斯风险管控存在薄弱环节。为提高高瓦斯煤层群开采工作面的瓦斯风险预控效用,基于安全风险双预控基本要求,经过剖析乌达矿区近距离煤层群瓦斯涌出特点,提出了适用于高瓦斯近距离煤层群开采条件下的工作面采前瓦斯预抽效果评判指标。实践表明,采用该指标进行评判后,工作面生产期间瓦斯涌出量大幅下降,起到了良好的风险预控作用。     

穿层钻孔超高压水力割缝技术试验研究

为提高张集矿1煤层瓦斯抽采效果,解决低透气性厚煤层瓦斯抽采率低、瓦斯涌出量大的难题,矿井采用超高压水力割缝卸压增透技术在1415A底抽巷进行了试验应用。通过对割缝钻孔和未割缝钻孔的等效直径、钻孔瓦斯流量、瓦斯抽采量、瓦斯含量下降率等分析表明,采用超高压水力割缝术后,钻孔内煤体的暴露面积大大增加,为瓦斯释放提供了有利空间,同时使煤体充分卸压,改善煤层透气性,大幅度提高瓦斯抽采率,减少了抽采达标时间,解决了厚煤层采掘工作面瓦斯治理的难题。研究为矿区类似条件厚煤层的瓦斯高效治理提供了技术指导。     

首山一矿大采高综采工作面瓦斯治理技术研究与应用

首山一矿现主采己组（二₁）煤层透气性低、煤体松软、煤与瓦斯突出危险性严重,且大多不具备合适保护层的煤层条件,属于高应力低透气性松软突出煤层。煤层赋存条件差,顶板破碎,瓦斯涌出异常,突出危险性严重,瓦斯压力大,严重导致矿井采掘接替失调。正在开采的己_15-17-12090综采工作面开采高度达到6 m,目前属于平煤集团开采高度最大的综采工作面,采面内煤层结构较为简单,以亮煤为主,玻璃光泽,煤层厚度有一定变化,采面煤层厚度为合层状态,采面己_15-17煤层厚度一般为3.2～6.7 m,平均厚6.2 m,为了提高本煤层瓦斯释放效果,保证综采工作面安全回采,采取在己_15-17-12090综采工作面中煤巷施工水力造穴技术,水力造穴装置前端封闭,具有造穴功能,实现了不退出钻杆钻进、造穴一体化的作用,高压水对煤层进行造穴后形成的洞穴空间,提高煤层的透气性和瓦斯释放能力,经过研究证明:采用水力造穴综合治理技术之后,工作面回风流瓦斯浓度高的问题得到很好的缓解,保证了矿井的安全高效生产,为相关地质条件的采煤工作面瓦斯治理提供参考。     

近距离突出煤层群首采面瓦斯综合治理技术应用

针对依兰三矿极复杂地质条件下近距离突出煤层群开采时面临的瓦斯突出和回采工作面瓦斯超限、自然发火等问题,从保护层开采影响范围、开采后的残余瓦斯压力、回采面瓦斯涌出量、煤层自然发火角度分析了各煤层开采顺序,确定了首采面布置在上1煤层,从上至下依次开采较为合理。回采前确定采用千米定向钻机预抽中煤层巷道区域瓦斯+中煤层穿层钻孔预抽上1煤层条带瓦斯的区域消突方法;回采期间工作面采用高位钻孔+顺层钻孔的瓦斯治理方法,从而实现卸压抽采、条带消突预抽、实施防灭火工程等。采用以上瓦斯治理方法能够有效解决工作面瓦斯超限,达到了区域消突的目的,千米钻机长钻孔钻孔抽放浓度维持在80%以上,回风流瓦斯体积分数基本稳定在0.4%以下。     

隐伏性突出煤层群保护层开采卸压瓦斯抽采技术研究

保护层开采是对于煤与瓦斯突出矿井开采煤层群时首选的经济有效的区域防治突出措施,但开采保护层时既要治理本煤层涌出的瓦斯,还面临着被保护层卸压瓦斯涌入保护层工作面。为有效抽采上保护层开采后的卸压瓦斯,利用保护层开采“卸压增透效应”,结合新田煤矿井下生产实际情况,以新田煤矿1402保护层工作面为例,介绍保护层工作面开采期间的瓦斯治理技术。     

近距离上保护层工作面瓦斯涌出治理实践

为实现近距离上保护层5121（5）工作面安全高效回采,基于其薄煤层地应力主导型突出危险的特点,分析了工作面本煤层及邻近层瓦斯涌出情况,设计了5121（5）工作面沿空留巷Y型下行通风方式,研究了该条件下近距离上保护层工作面回采瓦斯运移规律,提出了顶（底）板穿层钻孔抽采、地面钻孔抽采、尾抽巷抽采等多种瓦斯抽采方式,考察了5121（5）工作面回采瓦斯抽排效果及瓦斯涌出积聚状况。结果表明：保护层工作面回采过程瓦斯体积分数低于0.6%,被保护层卸压瓦斯预抽率达70.1%,针对薄煤层地应力主导型突出危险采煤工作面应用下行通风技术是可行的,结合合理的卸压瓦斯抽排方法能够满足近距离上保护层工作面回采要求。     

近距离煤层群瓦斯立体抽采技术研究

针对桐梓煤矿近距离煤层群开采,首先选择瓦斯含量较小、突出危险性低的煤层作为保护层进行开采,利用其开采扰动作用提高下部卸压煤层的透气性。采用顺层钻孔、低位走向穿层钻孔、采空区埋管和底板上向穿层钻孔等措施对煤层群进行立体化综合抽采,试验表明：保护层工作面瓦斯预抽采率在55%以上,消除了煤与瓦斯突出危险性,工作面开采后上隅角瓦斯体积分数控制在1%以下;6号、7号和9号被保护煤层经卸压后透气性系数分别增加了392、320和289倍,瓦斯抽采率超过60%,实现了煤与瓦斯安全高效共采