保护层开采被保护层卸压增透效果的应用研究

针对豫西煤田煤层赋存情况及地质状况,设计了被保护层的卸压抽采方案及考察钻孔,对瓦斯基础参数和二1煤层的煤层顶底板移近量进行了测定。研究结果表明,二1煤层在受到保护层开采后,煤层瓦斯压力由原始的0.9MPa降为0.12MPa,原始瓦斯含量由以前的6.52m3/t降为3.1m3/t,顶底板膨胀变形量达到20.6‰,煤层透气性系数增大了810倍,在卸压区内完全消除了二1煤层12112工作面的突出危险性。     

保护层卸压开采煤层变形与增透效应研究

为了研究高瓦斯赋存煤层卸压增透效应,以达到提高低渗透性松软煤层瓦斯抽采率,降低工作面瓦斯突出危险性,采用RFPA2D-Gasflow软件分析下保护层卸压开采后上覆煤岩采动裂隙发育、应力分布特征及由此产生的卸压煤层增透效应.结果表明:卸压开采煤层的透气性系数增大200倍左右,增透效果显著.利用该研究结果在顾桥矿沿空留巷内布置斜向上长短穿层钻孔,代替传统的底板巷内布置向上穿层钻孔抽采本层采空区内和上覆卸压煤层内瓦斯,可使沿空留巷中回风流和上隅角瓦斯体积分数均控制在0.5％以下,平均瓦斯抽采率达50％ ～ 70％,保证了工作面的安全回采.     

远距离保护层开采煤层卸压增透数值模拟

基于岩石破裂损伤理论和有限元计算方法。利用岩石破裂过程分析软件RFPA2D对远距离保护层开采过程进行了模拟,呈现了上覆岩破裂、垮落过程;分析了被保护层应力分布特征和透气性系数变化规律;得出了垮落带的范围为10～18 m,裂隙带的范围为25～35 m;且被保护层应力分布符合正弦函数,出现周期来压现象;透气性系数增加了数十至数百倍。     

水力压裂卸压增透技术研究及应用

通过理论分析和现场模拟验证的方法来对井下穿层钻孔水力压裂卸压增透进行研究,通过现场水力压裂效果和现场仿真模拟相对比,证明了井下穿层钻孔水力压裂卸压增透的可靠性,同时也可以运用模拟的方法对井下压裂现场的工艺参数进行优化。     

下保护层开采上覆煤岩卸压增透机理研究与应用

为了掌握下保护层开采后被保护层透气性系数及煤层瓦斯含量变化情况,依据郭庄煤矿与寺河矿二号井煤层的相对位置关系,采用相似材料模拟试验和现场实践相结合的方法,对保护层开采后上覆煤岩透气性系数变化情况进行测定.在模拟采动过程中,上覆煤岩透气性系数的时空变化规律为:由原始的4.40 m2/(MPa2·d)左右,先增至约4.89 m:/(MPa2·d),然后减小至3.91m2/(MPa2·d),接着急剧增大至85.00 m2/(MPa2·d)左右,最后下降并稳定在约28.00m2/(MPa2·d).现场测试结果表明,透气性系数在开采过程中是一个动态发展的过程,即:原始值—增大—减小—急剧增大—减小—稳定(大于原始值).     

高山矿近距离低透煤层上保护层开采底板卸压增透效应研究

针对低透高瓦斯近距离煤层上保护层开采合理性问题,以高山煤矿二采区4号和9号煤层作为研究对象,对上保护层开采后底板卸压增透效应进行研究。结果表明:保护层开采后,底板卸压区域呈现为倒梯形,卸压角度约为65°,卸压竖直范围超过50 m,垂直应力由原始应力7.1 MPa降低到3 MPa左右,平均卸压值为3.6 MPa左右,卸压率平均为60%,垂直应力的总体变化趋势为降低-升高-稳定;被保护层位移变化规律与垂直应力一致,随保护层开采,被保护层竖直方向出现上升,平均上升距离为40 mm左右,最大位移出现在两侧,为53 mm左右,膨胀率由两侧向中部逐渐升高,并稳定在7‰左右;被保护层在距开切眼50~270 m范围内出现明显的增透现象,渗透率平均升高70%,且增透范围呈现倒梯形分布。     

穿层钻孔水力压裂卸压增透措施应用

编制了临焕煤矿2个穿层压裂钻孔的压裂方案,包括压裂孔的设计、压裂设备的安装调试以及压裂钻孔的施工;提出了2个压裂钻孔现场进行水力压裂后对其压裂效果考核的指标,包括自然瓦斯流量、瓦斯流量衰减系数、钻孔抽采流量及浓度;通过现场效果考察,得出软煤层施工钻孔进行水力压裂增透是不可行的,在工程实践中印证了"硬煤可压、软煤不可压"的结论;针对软煤不可压这一定论,提出了转移压裂对象即采取"坚硬顶板压裂"来解决松软煤层卸压增透的这一难题,并且从理论上对"坚硬顶板压裂"的卸压增透机理进行了分析。     

保护层上风巷穿层钻孔抽采被保护层卸压瓦斯的试验研究

谢桥矿1242(1)工作面在回采过程中,通过采用地面钻井、底板抽采巷、上风巷穿层孔抽采被保护层卸压瓦斯,以及顶板走向钻孔和采空区埋管综合治理瓦斯技术,取得了较好的效果,尤其是在地面钻孔失效范围采用保护层工作面上风巷穿层钻孔抽采被保护层卸压瓦斯,是矿井在特殊条件下瓦斯抽采方式上的一个新的尝试。     

穿层钻孔水力化卸压增透技术

低透气性煤层瓦斯抽采是我国矿井瓦斯治理的瓶颈所在。近年来水力射流技术在矿井石门揭煤、底板巷消除地应力方面有了很大的发展,因此,开展水力射流技术在本煤层强化瓦斯抽采方面的研究具有重要意义。采用水力射流扩大钻孔的直接影响范围,通过对扰动煤体的体积、表面积、单孔瓦斯抽采量、钻孔影响半径的考察,对比分析了水力射流技术和钻孔抽采技术的数据,得出钻孔直径增大11.7～19.2倍,扰动煤体体积提高3 471～6 971倍;钻孔瓦斯衰减周期延长了7～10倍;单孔抽采效果提高6～8倍。     

近距离煤层群半煤岩上保护层开采卸压增透效应研究

基于保护层开采是治理低渗透率高瓦斯突出煤层最有效措施,针对薄煤层和极薄煤层保护层的开采,提出了截割软弱底板以增加开采高度的半煤岩保护层工作面开采方法.以中兴煤矿3203保护层工作面为工程背景,通过滑移线场理论分析计算了3203上保护层工作面开采后底板岩体的最大破坏深度,并采用数值模拟方法对半煤岩上保护层开采卸压增透效应...     

保护层开采被保护煤层自卸压效果分析

为了实现矿井具有突出危险82煤层的安全高效开采,根据矿井煤层群赋存及突出危险性情况,进行了保护层开采试验。被保护82煤层经过自卸压后,通过其掘进过程的突出危险预测指标和残余瓦斯含量考察情况分析认为被保护82煤层自卸压效果明显,已经达到了区域性防治82煤层煤与瓦斯突出的目标。     

保护层区段煤柱宽度对被保护层卸压效果的影响

为了实现被保护层经济、安全和高效开采,基于某煤矿地层条件,利用FLAC3D软件建立采动煤岩体计算模型,模拟研究了保护层不同宽度区段煤柱对被保护层卸压效果的影响。根据应力系数和膨胀变形率可将煤柱上覆岩层分为压缩变形区、未充分卸压区和充分卸压区。当被保护层位于充分卸压区时,煤层获得了充分卸压保护,消除了突出危险。确定了某煤矿地质条件下被保护层8煤层位于充分卸压区获得连续充分卸压的理论最小的区段煤柱宽度为5.1 m。经卸压效果考察,留设5 m宽区段煤柱时,被保护层得到了连续充分卸压保护。     

地面钻井抽采远距离上覆被保护层煤层卸压瓦斯实践研究

根据潘一煤矿11_(-2)煤保护层工作面回采时利用地面钻井抽采上覆13_(-1)煤被保护层卸压瓦斯的实践,分析了地面钻井抽采卸压瓦斯的相关影响因素,总结了地面钻井布置必须尽可能远离采空区,必须根据地面钻井抽采量衰减规律合理确定抽采时间。     

卸压抽放技术在开采褶皱煤层中的应用

通过对富力矿-310南11号层278褶皱工作面瓦斯抽放的实践,分析现场出现的影响抽放效果的新因素,因地制宜,通过走向钻孔、仰角钻孔、埋管等在不同时期的结合与转换解决了工作面瓦斯超限问题。     

近距离上保护层开采卸压保护效果研究

为了研究近距离上保护层开采对被保护层的卸压保护效果,对被保护层的残存瓦斯参数、煤层透气性系数等指标进行测定。结果表明,保护层开采后被保护层的残存瓦斯压力和瓦斯含量都远低于原始数值,工作面突出危险性指标都小于临界值。     

薄煤层作为保护层开采的卸压机理

参考七台河新兴煤矿地质条件,运用理论分析和数值模拟方法,对薄煤层作为保护层开采时,其围岩应力变化和被保护层的应力分布特征、卸压范围等进行分析。研究结果表明,随着上保护层开采范围的增大,采空区下的煤岩应力急剧下降,被保护层达到安全开采的区域范围也不断增加,卸压效果相当显著。     

冲压一体化卸压增透技术在煤层区域瓦斯治理中的应用

通过对水力冲孔和水力压裂技术的分析,集成2种水力化措施的优点,研究了冲压一体化卸压增透技术原理,介绍了技术的适用条件,并进行了现场工业性试验。现场工业性试验结果表明:冲压一体化卸压增透技术能够有效的提高钻孔瓦斯抽采浓度和抽采纯量,进而缩短煤层瓦斯抽采达标时间,能够为煤矿安全高效生产提供重要的技术支撑作用。     

邻近层卸压瓦斯的涌出与治理

通过详细分析潘一矿C13-1煤底分层2311(3)综采面的瓦斯来源,有针对性地采取瓦斯抽放技术,有效地治理了工作面的瓦斯涌出,杜绝了瓦斯超限和积聚现象,保证了综采面的正常生产。     

低透气性高瓦斯煤层钻冲一体化卸压抽采技术研究与应用

为了消除低透气性高瓦斯煤层的突出危险性,以安阳矿区龙山煤矿25051下底抽巷为研究背景,对穿层水力钻冲一体化增透技术的施工工艺及增透效果进行了研究。工业性试验表明,钻冲一体化卸压增透作业可提高煤层的瓦斯抽采效果,从而解决低透气性煤层开采过程中的瓦斯问题。     

卸压区浅孔抽放防突技术在低透气性煤层的应用

煤层开采后工作面前方应力分布依次为卸压区、应力集中区和原始应力区.在分析各区域瓦斯运移规律的基础上,研究了卸压区浅孔抽放瓦斯防突技术的机理,探索出钻孔深度、间距、直径、抽放时间及抽放负压等卸压区浅孔抽放瓦斯参数.实践表明,该方法是解决低透气性煤层回采过程中瓦斯问题的有效途径之一.