坚硬顶板综采工作面采空区三维立体式瓦斯治理技术研究

针对某矿综采工作面瓦斯治理难题，根据瓦斯赋存规律及地质特征，采用高位钻孔抽采邻近层卸压瓦斯、高位巷抽采邻近层及采空区瓦斯、临近巷道及邻近采空区瓦斯抽采、回风隅角深孔预裂爆破放顶相结合的瓦斯综合治理模式。通过该模式的现场应用，显著提高了综采工作面及上隅角瓦斯治理效果，综采工作面上隅角瓦斯浓度控制在0.5%以下，回风流瓦斯浓度控制在0.3%以下，保证了生产安全。     

高瓦斯矿井综合瓦斯抽采技术实践

针对赵庄煤矿1263工作面瓦斯涌出量大、上隅角瓦斯浓度高的问题,在12号煤层采用本煤层预抽、高位抽采及采空区埋管抽采相结合的综合瓦斯抽采方法,通过采用本煤层预抽,瓦斯抽采量较常规的布孔方式提高了0.46～1.02倍;高位钻孔抽采瓦斯后,邻近煤层的瓦斯相对涌出量由4.38～10.17 m3/t降为1.46～3.16 m3/t;采空区埋管抽采确保煤矿采空区的瓦斯体积分数保持在0.7%～0.9%,符合《煤矿安全规程》规定的瓦斯体积分数在1.0%以下。     

高抽巷联合高位钻孔治理上隅角瓦斯合理层位研究

针对黄岩汇煤矿"U"型通风综采工作面高抽巷层位高、错距大,导致的上隅角瓦斯超限问题,提出了高抽巷联合走向倾斜高位钻孔立体化抽采技术来治理上隅角瓦斯涌出。以黄岩汇煤矿15108、15105综采工作面为研究对象,现场跟踪考察了高抽巷和高位钻孔联合抽采的合理布孔层位及上隅角瓦斯治理效果。研究表明:高抽巷层位在50～60 m时,抽采瓦斯纯量稳定,平均抽采纯量可达到80 m3/min,可以有效地阻截邻近层瓦斯涌向采空区,降低采空区瓦斯总量。走向倾斜高位钻孔作为高抽巷的补充措施,其层位布置在煤层顶板以上25～30 m时,能够较好地发挥对采空区上隅角瓦斯流场的干预作用,达到较好的瓦斯防治效果。在联合层位下,高抽巷和高位钻孔联合抽采作用下,能够将上隅角瓦斯浓度控制在0.3%以下,该技术对相似条件下上隅角瓦斯治理具有指导作用。     

高瓦斯矿井长切眼综放工作面开采技术

针对三元煤业一采区边界剩余块段赋存情况,创造性地布置长切眼工作面,初采段采用本煤层瓦斯强化抽采,采中采用高位钻孔抽采临近层裂隙带卸压瓦斯,上隅角埋管抽放,邻近采空区抽采等多种方法,实现了工作面安全高效开采。     

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.     

高瓦斯低透气性突出煤层瓦斯治理技术实践

针对土城煤矿1338工作面瓦斯难抽采、涌出量大、采空区及上隅角瓦斯浓度高的问题,在3号煤层采用本煤层预抽、高位抽采、采空区埋管抽采、工作面边采边抽等相结合的综合瓦斯抽采方法。通过采用本煤层瓦斯预抽,抽采量较常规的抽采方式提高了0.52~1.35倍,高位钻孔抽采瓦斯后邻近煤层的瓦斯相对涌出量由14.73~20.32 m³/t降为8.46~ 9.83 m³/t,采空区埋管抽采确保采空区的瓦斯浓度降到5%以下,符合《煤矿安全规程》对瓦斯浓度的相关规定,工作面边抽边采保证了工作面回采期间回风巷瓦斯浓度在1%以下。     

浅源高位钻孔配合插管抽采治理上隅角瓦斯

为降低采空区瓦斯浓度,解决上隅角瓦斯超限的隐患,以顺和煤矿2402综采面为研究对象,提出了浅源高位钻孔配合插管抽采技术。借助FLUENT软件模拟计算了上隅角插管抽采、浅源高位钻孔配合插管抽采的采空区瓦斯质量浓度和流场分布的变化。模拟结果表明：相比于上隅角插管抽采,应用浅源高位钻孔配合插管抽采后,采空区瓦斯质量浓度仅为1.30%左右,且管道内瓦斯最大浓度高达39.24%。经在现场监测：采空区瓦斯浓度大幅度降低,从平均5.00%下降至1.42%,上隅角及工作面后方瓦斯积聚的问题得到很好地解决,确保工作面安全生产。因此,浅源高位钻孔配合插管抽采技术不仅解决了工作面瓦斯超限问题,实现了采空区瓦斯资源的高效抽采,且进一步完善了钻孔抽采工艺,具有一定指导意义。     

七台河新立矿近距离薄煤层群煤与瓦斯共采技术

 七台河新立矿区具有煤层薄、透气性差、煤坚固性系数小、瓦斯含量高等特点,同时煤层群具有分组性,各组内煤层间距较小。为解决邻近层瓦斯涌出量大、顺层钻孔施工难度大、本煤层抽放效果差,回采工作面上隅角和回风流中瓦斯浓度容易超限等难题,提出了顶板高位近水平长钻孔瓦斯抽采技术,构建了新立矿区近距离薄煤层群煤与瓦斯共采技术体系,并在新立矿区进行了应用研究。本文在邻近层卸压瓦斯抽采技术原理分析的基础上,采用UDEC4.0数值模拟软件计算得出采空区冒落带和裂隙带高度为6～8m和18～20m。抽采结果表明,顶板高位钻孔组瓦斯抽采技术治理瓦斯效果明显,上隅角瓦斯体积分数稳定在0.8%以下,且钻孔抽采瓦斯体积分数达55%以上,抽采量达50m3/min以上,实现煤与瓦斯安全高效共采。     

极近距离煤层综放开采瓦斯涌出治理技术研究

针对六家煤矿极近距离煤层综放开采瓦斯涌出治理问题,通过分析综采放顶煤工作面瓦斯涌出的主要影响因素,并在WⅡN₃6-8综放工作面瓦斯涌出来源分析及预测的基础上,针对性地采取了本煤层及邻近层低位钻孔抽采、上覆采空区瓦斯抽采、上隅角埋管抽采相结合的瓦斯分源治理技术。研究结果表明:极近距离煤层卸压瓦斯涌出、采空区瓦斯涌出等是造成工作面上隅角瓦斯涌出量增大的主要影响因素;采取分源治理措施以后,工作面初采期间瓦斯抽采率最大达到78%,上隅角瓦斯浓度稳定在0.3%～0.6%,工作面、回风瓦斯浓度稳定在0.2%～0.4%,工作面未出现瓦斯超限,瓦斯治理达到了预期效果。     

多煤层条件下高位钻孔瓦斯抽采层位优选研究

为解决多煤层条件下多来源卸压瓦斯高位钻孔抽采层位不清的问题,引入同位素识别技术,并通过现场实测煤层解吸瓦斯及不同层位高位钻孔抽采瓦斯气体组分及碳氢同位素值,计算得出山西腾晖煤矿607工作面高位钻孔瓦斯抽采来源及比例,确定了其高位钻孔瓦斯抽采的最佳层位。结果表明:随着高位钻孔层位的增大,本煤层采空区遗煤瓦斯及下邻近层卸压瓦斯来源占比逐渐增加,上邻近层卸压瓦斯来源占比减小;确定了有效控制本煤层及下邻近层瓦斯的最佳高位钻孔低层位,即距开采煤层顶板7.9～14.2 m,以及有效控制本煤层及上邻近层瓦斯的最佳高位钻孔高层位,即距开采煤层顶板42.1～45.4 m。     

朱庄煤矿Ⅲ4420工作面瓦斯治理优化措施

为了控制回风巷和上隅角瓦斯浓度不超限,在Ⅲ4420工作面开采过程中,根据瓦斯地质情况,结合本煤层瓦斯、邻近层瓦斯和采空区瓦斯的来源,采用本煤层的顺层钻孔采前预抽,邻近层瓦斯实施高位钻场和采空区埋管抽采的边采边抽的综合治理措施,并辅以斜交钻孔抽采措施。实施综合治理措施后,整个工作面推进过程中,上隅角和回风巷瓦斯浓度始终保持在规定的安全范围内。     

低瓦斯煤层工作面高位瓦斯钻孔抽采技术应用实践

上隅角瓦斯超限或瓦斯异常涌出多发生于高瓦斯煤层工作面,屯宝煤矿M5煤层相对瓦斯涌出量只有2.93m~3/t,但受邻近层开采及采空区遗煤影响,工作面在回采过程中多次发生上隅角瓦斯超限事故,给生产带来严重影响。为彻底解决工作面瓦斯灾害隐患,结合矿井生产实际,对1153综放工作面煤层瓦斯抽采难易程度进行了评价,明确了对工作面采空区进行瓦斯抽采的必要性和可行性,提出了高位钻孔法与采空区埋管法两种采空区瓦斯抽采方法。通过技术和经济比较,确定对采空区瓦斯实施高位钻孔抽采技术方案。经过现场实践,抽采管路内瓦斯浓度稳定,上隅角未再发生瓦斯超限事故,说明该地质条件下抽采钻孔参数科学、合理,利用高位钻孔抽采采空区瓦斯是治理矿井瓦斯的有效技术措施。     

综采面瓦斯治理效果SPC评价方法及应用

根据董家河煤矿22518工作面5#煤层瓦斯含量分布情况,将工作面划分为4个区段,采用分源预测法对不同区段瓦斯涌出量进行了预测,制定了本煤层顺层钻孔瓦斯预抽、采空区上隅角埋管抽采及邻近层卸压高位钻孔抽采的综合治理措施,并采用SPC控制图对22518工作面瓦斯治理措施进行了有效性评价。     

西铭矿48708工作面抽采采空区漏风对上隅角瓦斯的治理

针对西铭矿48708综采工作面煤层赋存情况,采用后退U型通风方式分析工作面及采空区瓦斯涌出源,计算工作面配风量及采空区漏风量。采用中高位走向长钻孔及高位裂隙带钻孔抽采邻近层涌出的瓦斯;采用大孔径煤柱孔插管及密闭埋管抽采采空区漏风,改变上隅角风流状态,解决漏风携带瓦斯问题,为上隅角瓦斯本质治理提供了借鉴。     

斜沟煤矿高位钻孔合理终孔位置模拟与试验研究

为改善斜沟煤矿18205工作面高位钻孔的瓦斯抽采效果,采用FLAC~(3D)软件模拟和现场试验对采空区顶板岩层渗透率的演化规律进行分析,并以此作为高位钻孔终孔位置的确定依据。结果表明:工作面推进120 m前,采空区顶板岩层纵向卸压区范围随着工作面的推进不断增大;工作面推进120 m后,采空区顶板岩层纵向卸压区范围变化越来越小,开始沿远离工作面方向转移;当高位钻孔的终孔层位选在距煤层顶板16~18 m时,采空区瓦斯抽采效果较为显著;高位钻孔终孔位置布置在17 m后,上隅角瓦斯体积分数基本维持在0.6%左右,回风流瓦斯体积分数大约为0.42%。     

祁南煤矿714综采面瓦斯综合治理措施及应用

煤层瓦斯一直是制约高瓦斯工作面安全高产高效的主要因素。针对祁南煤矿714工作面煤层瓦斯地质条件,创造性地提出了综合利用前方煤体卸压边采边抽、顶板走向高位钻孔抽放、采空区埋管抽放、上隅角插管抽放和煤层浅孔动压注水措施,有效地抽放了瓦斯,杜绝了上隅角超限,保证了工作面安全高产高效。     

综采工作面瓦斯综合治理技术研究

针对陶二煤矿2214工作面瓦斯赋存特征、煤层赋存状态及巷道布置方式,采用顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯、高位钻场顶板走向钻孔抽采邻近层卸压瓦斯、采空区埋管抽放、沿空留巷Y型通风相结合的瓦斯综合治理技术,并以精细化管理为保障,区域措施效果检验和区域验证指标均小于临界值,回采期间工作面上隅角瓦斯浓度控制在0.45%以下,回风瓦斯浓度控制在0.35%以下,杜绝了瓦斯超限事故,保证了矿井的安全高效生产。     

厚煤层工作面上隅角瓦斯治理技术研究

针对经坊煤业开采3~#煤层的过程中上隅角瓦斯时有超限发生的情况,通过分析厚煤层上隅角瓦斯来源,提出了本煤层预抽及施工高位瓦斯钻孔抽采采空区瓦斯相结合的方法,抽采钻孔均采用"两堵一注"封孔工艺,并设计了钻孔布置参数。结果表明,两种抽采方式相结合能有效降低上隅角瓦斯浓度,保证工作面的安全生产。     

近距离煤层群开采工作面瓦斯超限治理技术研究

针对近距离煤层群开采过程中工作面瓦斯浓度频繁超限的问题,以重庆松藻矿区为例测试了煤体孔隙结构和吸附能力,现场对比了裂隙带高位抽采钻孔、高位抽采巷道和采空区抽采钻孔3种方法防治瓦斯超限效果。结果表明:煤体大孔与裂隙不发育,渗透率低,瓦斯预抽效果差,开采卸压导致工作面瓦斯超限。裂隙带高抽巷作用下平均瓦斯抽采量为12.6 m~3/min,平均瓦斯抽采体积分数为32.75%,与高位抽采钻孔相比分别提高了5倍和2.8倍。采空区抽采钻孔与冒落带连通导致工作面空气进入高抽巷,平均瓦斯抽采体积分数降低至28.19%,抽采量为11.38 m~3/d。高抽巷方法使工作面尾排瓦斯平均体积分数降低了63.2%,上隅角瓦斯平均体积分数降低了19.6%,杜绝了工作面瓦斯超限事故的发生,单月工作面推进效率平均提高了46.7%,10个月共抽采可直接利用瓦斯441.7万m~3,取得了良好的经济社会效益。     

高瓦斯近距离煤层采空区卸压瓦斯大直径钻孔抽采试验研究

以小回沟煤业近距离煤层开采采空区瓦斯治理为工程背景,采用理论分析和现场试验相结合的方法,开展了近距离煤层采空区卸压瓦斯大直径钻孔抽采试验研究;对大直径钻孔采空区卸压瓦斯抽采原理进行了分析,并在2201首采工作面进行了现场试验。试验结果表明:1个大直径钻孔抽采影响范围为30～50 m,1个大直径钻孔的抽采纯流量相当于580个小直径对穿孔抽采纯流量,大直径钻孔累计抽采瓦斯纯量为701 120.67 m~3,平均瓦斯抽采浓度为2.24%,平均混合抽采流量为166.3 m~3/min,上隅角瓦斯最大瓦斯浓度0.67%,工作面最大日产量9 370 t,保证了工作面初次来压阶段的工作面采空区瓦斯治理。