近距离煤层瓦斯涌出影响因素分析及治理

西铭矿为防止近距离煤层开采时瓦斯超限,确保48710工作面安全高效生产,从顶底板应力环境和瓦斯来源空间分布两个方面对近距离煤层开采时瓦斯来源进行分析。基于北七采区其他工作面回采期间瓦斯涌出量情况,预计48710工作面回采期间绝对瓦斯涌出量为18.18 m 3/min,并制定了本煤层顺层钻孔抽采和底抽钻孔穿层抽采的瓦斯治理措施,现场瓦斯抽采结果表明:本煤层顺层钻孔和底抽钻孔平均瓦斯抽采浓度分别为10.58%和43.12%,平均瓦斯抽采纯量分别为1.16 m 3/min和8.84 m 3/min,工作面瓦斯抽采率达55%,为工作面安全高效生产提供了保障。     

综采工作面高位裂隙瓦斯抽采钻孔优化设计

为了改变目前黄陵二号煤矿207工作面高位裂隙瓦斯抽采现状,提高钻孔抽采效率。在掌握顶底板及本煤层瓦斯赋存情况下,得出207工作面瓦斯富集区分布的基础上,首先通过工作面裂隙带的界定,找准了裂隙带分布;接着进行钻孔施工设计优化,将钻孔控制垂高增大;随后,继续增加大角度(夹角)钻孔,增加钻孔数量并向工作面中间布置。通过对高位裂隙瓦斯抽采钻孔优化前后抽采效果对比,得到了高瓦斯区域内综采工作面高位裂隙钻孔优化的实践方法和钻孔控制理想范围,提高了高瓦斯区域内工作面上隅角瓦斯治理效果,对后期相邻工作面同类型钻孔抽采、参数优化及效果分析具有借鉴意义。     

基于裂隙带分布规律的采空区瓦斯抽采技术

回采工作面上隅角瓦斯超限是瓦斯治理工作的重点。本文在对南凹寺矿30405上分层回采工作面采空区顶板岩层三带高度进行计算的基础上,对回风巷高位钻孔布置方案进行优化设计,将高位钻孔布置在采空区顶板裂隙区内。抽采钻孔在近一个月内能保持较高的抽采浓度和抽采纯量,能有效截流和较长时间的抽采采空区瓦斯,解决了高瓦斯矿井综采工作面上隅区瓦斯浓度超限问题。     

顶板梳状千米钻孔预抽掘进巷道围岩瓦斯技术

为有效治理松软煤层掘进工作面围岩瓦斯,综合考虑邻近工作面和掘进巷道围岩孔裂隙演化规律,基于定向千米钻机性能,提出采用梳状千米钻孔远距离抽采煤层瓦斯的设计方案。通过理论分析,初步计算出余吾煤矿南二采区煤层覆岩冒落带和裂隙带最高高度分别为30.9 m和80.0 m,掘进巷道应力影响范围为17.09 m。将千米钻孔主孔布置在S2108掘进巷道和邻近工作面裂隙发育的重叠区域的煤层顶板,分支孔主要在煤层中延伸。已施工梳状千米钻孔抽采数据表明,抽采稳定期钻孔平均抽采浓度达50%以上,有效解决了掘进工作面瓦斯超限问题。     

近距离煤层群底板拦截钻孔抽采回采工作面卸压瓦斯技术研究

根据赤峪煤矿近距离煤层群开采及瓦斯含量在10 m3/t以上等特殊条件,采用近距离煤层群底板拦截钻孔抽采回采工作面卸压瓦斯技术,利用在3号煤层的掘进巷道施工拦截钻孔,拦截钻孔抽采3号、4号煤层卸压瓦斯,降低回采过程中3号、4号煤层卸压瓦斯涌入2号煤层采空区的量。该技术通过在赤峪煤矿中央采区C1204工作面试验结果表明,底板拦截钻孔抽采回采工作面卸压瓦斯技术可替代底板抽采巷施工底板卸压钻孔,不仅有效的降低煤层瓦斯含量、压力,保证了工作面安全生产,同时节省了底板抽采巷因变形严重需要维修的费用。     

东大煤矿采空区瓦斯抽放设计与应用

为治理采空区瓦斯涌出量过多导致回采工作面瓦斯浓度超限问题,对东大煤矿14151工作面采空区瓦斯抽放钻孔参数进行设计。随着工作面的推进,在采空区会形成冒落拱,在冒落拱附近裂隙较为发育,高位钻孔布置层位应在冒落带上方,裂隙带中下部位,每个钻场布置8个抽采钻孔,钻场间距取60 m。通过设计合理钻孔参数可以有效地提高瓦斯抽采效果。     

李家楼煤矿1202工作面瓦斯分源治理方案研究

为了对李家楼煤矿1202工作面瓦斯进行有效治理,针对李家楼煤矿1202工作面瓦斯赋存特点,不同的涌出瓦斯来源,布置不同的钻孔进行抽采。对本煤层瓦斯布置顺层钻孔进行抽采,邻近层钻孔使用顶板裂隙钻孔进行抽采,采空区瓦斯使用大直径钻孔进行抽采。实际结果表明,用这种钻孔布置方式进行瓦斯抽采效率高,有效地解决了工作面瓦斯体积分数超限的问题。     

大采高综放工作面瓦斯综合治理技术与应用

针对斜沟煤矿18205工作面大采高的特点,分析其瓦斯涌出来源,有根据的提出治理措施。在瓦斯治理巷投入使用前,通过上隅角悬管与顶板裂隙带钻孔抽采对工作面涌出的瓦斯进行治理,瓦斯治理巷投入使用后,与顶板裂隙带钻孔抽采相结合进行瓦斯综合治理,有效降低了瓦斯含量,解决了采空区基本顶周期来压时的上隅角瓦斯超限问题。     

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。     

超大直径钻孔治理上隅角瓦斯技术应用研究

为了解决工作面上隅角瓦斯超限问题,提出了超大直径钻孔治理上隅角瓦斯技术,阐述了超大直径钻孔治理上隅角瓦斯技术原理。以五阳煤矿7609工作面排水巷为试验点,通过在7609排水巷和回风巷之间施工超大直径钻孔,然后进行应用效果考察,并对数据进行分析,结果表明:单孔抽采时钻孔间距25 m或者30 m均可满足治理上隅角瓦斯的目的,在抽采负压3 kPa左右时,五阳煤矿超大直径钻孔抽采影响范围可达78 m,能对深部采空区高浓度瓦斯有持续的抽采作用,超大直径钻孔治理上隅角瓦斯技术可有效控制工作面上隅角瓦斯浓度。     

高位定向长钻孔技术在桃园矿采空区瓦斯治理中的应用

针对工作面回采后采空区瓦斯易超限问题,采用螺杆马达结合随钻测量技术的定向钻进工艺,在桃园矿1029工作面施工了3个长距离煤层顶板大直径定向钻孔,最大孔深531m,累计进尺1701m(含分支孔),通过精准控制钻孔轨迹,使钻孔沿煤层顶板裂隙带延伸,有效抽采煤层回采后采空区内瓦斯,总结了一套适用于采空区瓦斯治理的高位顶板长钻孔施工方法,保障了煤矿安全高效生产。     

近距离煤层群保护层开采卸压瓦斯治理技术研究

为了解决近距离煤层群上保护层回采过程中大量卸压瓦斯涌入导致工作面瓦斯超限问题，以及被保护层回采工作面瓦斯治理难题，以下峪口煤矿4216工作面为研究对象，通过对工作面瓦斯涌出来源进行预测分析，确定以穿层钻孔抽采卸压瓦斯、采空区埋管抽采瓦斯、顺层钻孔预抽、边抽边采等为主的综合瓦斯治理技术。试验结果表明，4216工作面回采期间未发生瓦斯超限问题，上保护层回采距工作面15～35 m内，卸压瓦斯抽采进入活跃期，钻孔施工位置应当超前工作面推进方向35 m。该综合瓦斯治理技术有效可行，研究成果对韩城矿区突出矿井瓦斯防治具有指导意义。     

沿空切顶巷在上保护层煤气共采中的抽采应用

基于解决白皎煤矿2441上保护层开采时因单一化底板穿层钻孔对卸压瓦斯抽采不充分而引发的采场回风流和隅角瓦斯超限隐患,研究了此类采面开采时顶底板煤岩裂隙生成特征及瓦斯运移、富集规律,提出了利用该面无煤柱开采时配套应用的沿空切顶成巷为空间载体,施工多向钻孔抽采富集瓦斯为技术路线的开采方案。     

高瓦斯薄煤层采煤工作面底板钻孔瓦斯抽采技术

分析得出高瓦斯薄煤层回采工作面瓦斯涌出以邻近层为主。为解决工作面回采期间瓦斯异常涌出的问题,采用在4号煤层底板布置钻孔对卸压瓦斯进行抽采,并对底板钻孔抽采参数设计进行了研究,结合底板钻孔抽采效果分析,得出4号煤层底板裂缝带高度、底板钻孔最佳施工参数等数据。现场应用结果表明:通过向工作面底板裂缝带内施工参数设计合理的底板钻孔,单孔抽采瓦斯纯量在0.10~0.44m~3/min之间,解决了工作面底板瓦斯超限的难题,保障了工作面安全回采。实践证明,回采期间高瓦斯薄煤层采煤工作面卸压瓦斯抽采是治理瓦斯的关键。     

高位钻孔抽采瓦斯技术研究与应用

采空区遗煤和围岩释放的大量高浓度瓦斯聚集在"竖三带"中的裂隙带中,随着老顶来压,大量瓦斯瞬时涌出,形成上隅角瓦斯超限的隐患。通过理论计算,12204工作面采空区裂隙带总体高度为19.8~32.8 m。设计施工了8个终孔位置位于不同高度的高位钻孔,随着终孔高度由16 m升高到28 m钻孔,抽采浓度逐渐升高至40.6%,抽采纯量逐渐升高至121.8 m3/d;钻孔终孔高度由28 m升高到37 m,钻孔时抽采浓度和日抽采纯量逐渐降低。为了提高高位钻孔的抽采效果,高位钻孔的终孔高度应该设计在25~31 m。     

黄陵矿区定向长钻孔瓦斯预抽技术试验研究

针对黄陵矿区目前非定向钻孔煤层瓦斯抽采易穿顶板、底板,造成抽采空白带和重复交叉以及抽采范围小、时间短,无法超前治理瓦斯的问题,在黄陵一矿309工作面中厚煤层中进行定向长钻孔瓦斯抽采技术试验。通过钻机改进使钻孔进尺平均提高115.9~220.3m/d,有效提高钻进施工效率;定向长钻孔瓦斯抽采2a后,1#~5#钻孔最低瓦斯抽采浓度仍达11.5%~15.3%,累计抽采瓦斯量64.7万m3,煤层瓦斯含量及瓦斯压力显著降低,定向长钻孔瓦斯抽采技术抽采效果较好,能够达到超前区域治理瓦斯的目的。     

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。     

综采工作面上隅角瓦斯治理技术应用

基于小西煤矿3107工作面在回采过程中,工作面上隅角频繁出现瓦斯超限、断电现象,严重制约着工作面安全高效回采,该矿在分析3107工作面主要瓦斯来源及上隅角瓦斯超限原因的基础上,提出了"大直径瓦斯钻孔抽采+裂隙钻孔瓦斯抽"综合治理技术,通过实际应用表明,综合瓦斯治理技术成功解决了上隅角瓦斯积聚超限的技术难题,保证了工作面安全高效回采.     

大采高工作面裂隙带抽采钻孔参数优化研究

斜沟煤矿18205大采高综采工作面生产初期上隅角瓦斯经常处于超限临界状态,为保证安全生产,提高裂隙带瓦斯抽采效果,在生产过程中,通过变更裂隙带钻孔施工参数,同时对变更前后单孔抽采参数连续观测、分析,现场观测瓦斯抽采效果,最终确定了裂隙带钻孔终孔位置平面内错30 m左右、垂高9~13倍采高、钻场布置间距15 m时抽采效果较好,提高了工作面瓦斯抽采效果,有效地解决了大采高高瓦斯综采工作面上隅角经常处于瓦斯超限状态问题。     

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。