定向高位孔合理抽采层位研究与分析

为了确定高位孔合理抽采层位,提高采空区瓦斯治理效果,以中马村矿3906综放工作面为对象,分析了顶板稳定厚泥岩对采空区瓦斯运移的影响,并利用千米钻机在煤层顶板布置高低位钻孔联合抽采采空区瓦斯.研究结果表明:距煤层顶板40.1～51.4 m的砂岩、粉砂岩层位,以及距煤层顶板12.8 m稳定厚泥岩下方位置为采空区高位抽采合理...     

综放工作面采空区瓦斯运移规律及钻孔布置优化

高瓦斯厚煤层综放工作面开采时,从煤体解吸的瓦斯通过运移容易在采空区及上隅角积聚,造成瓦斯超限,对工作面产生安全隐患,因此,如何处理采空区瓦斯超限是一个亟待解决的问题。以主焦煤矿地质条件作为背景,系统地分析了主焦煤矿的瓦斯运移规律,瓦斯的释放、运移和矿山压力的显现呈周期性起伏,且发生时间略滞后于来压时间。通过FLUENT软件模拟了高位钻孔与煤层走向夹角为30°时,探究采空区不同深度高位钻孔抽采管道的抽采效果。当抽采管道深度为60 m时,高位钻孔终端与煤层垂直距离为30 m,工作面后方120 m以内瓦斯质量浓度低于0.15%,瓦斯抽采范围最广,抽采效果最佳。     

瓦斯排放巷在屯留矿厚煤层综放工作面的应用

针对屯留矿厚煤层综放工作面瓦斯涌出量高及分布范围广的特点,运用数值模拟方法,研究厚煤层宏观裂隙发育范围,提出了双巷掘进后用相邻工作面运巷做为本工作面瓦斯排放巷,并在其中布置高位钻孔和采空区抽采筛管的综合方法,对开采过程中煤层释放至采空区的瓦斯进行抽采。研究表明:高位钻孔应延深至工作面采空区中央上方28 m,抽采方案现场实施后,高位钻孔抽采瓦斯浓度平均达20.18%,筛管抽采平均19.1%,有效控制了采空区瓦斯向工作面的涌进量和上隅角瓦斯浓度。     

高瓦斯急倾斜特厚煤层瓦斯高效抽采成套技术

针对急倾斜特厚煤层的瓦斯赋存特点,采用数值分析方法对乌东煤矿+575 m水平45#煤层综放工作面开采围岩采动裂隙分布规律进行研究,为制订合理的瓦斯抽采方法提供依据。通过采用顺层长钻孔抽采、卸压瓦斯拦截抽采、顶板走向高位钻孔抽采和采空区埋管抽采等成套技术,工作面瓦斯预抽率达到42.7%,回采期间工作面瓦斯抽采率达到80%以上,有效控制了开采工作面的瓦斯涌出,为工作面的安全生产提供了保障。     

梅河煤矿三井5109采区深部瓦斯综合治理技术

梅河煤矿三井5109采区急倾斜煤层深部瓦斯涌出规律,制订了一套包括顶板穿层钻孔预抽及边采边抽区域煤层瓦斯、顺层交叉钻孔抽采区域煤层瓦斯、高位钻孔抽采采空区及煤层顶板裂隙带瓦斯、高位尾巷埋管抽采采空区瓦斯、顺层下向钻孔边采边抽、全封闭采空区瓦斯抽采的急倾斜煤层分层开采瓦斯治理技术措施。现场应用表明,该技术较好地解决了急倾斜煤层综放工作面的瓦斯问题。     

突出厚煤层综放工作面瓦斯综合治理技术研究

针对厚煤层综放工作面瓦斯治理难度大、抽采效果差、工作面难以消突的问题,开展了综放工作面立体瓦斯抽采技术研究。立体瓦斯抽采技术包括保护层开采、工作面回采区域顺层钻孔预抽、回风巷留管抽采瓦斯、利用尾巷抽采瓦斯、顶板高位钻孔及底板拦截钻孔抽采瓦斯。通过对P41104综放工作面研究表明:7~#煤层距11~#煤层42 m,作为11~#煤层的上保护层开采是有效的,消除了11~#煤层的突出危险性。立体瓦斯抽采技术的实施,使工作面瓦斯抽采纯量达到25.86 m3/min,抽采率达73%,回风流瓦斯浓度稳定在0.7%以下,减少了瓦斯涌出量,有效解决了工作面上隅角与回风流瓦斯超限问题。     

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。     

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。     

麻家梁矿特厚煤层综放工作面瓦斯抽采方案优化

针对麻家梁煤矿4#煤层瓦斯绝对含量较小、透气性系数低、自然涌出衰减快、不能进行采前预抽的问题,采用项板抽放巷封闭抽放工作面采空区瓦斯的方法,通过对地面瓦斯抽采方案进行优化,综放工作面采空区的瓦斯抽放量为8～10 m3/min,占采空区瓦斯涌出量的40％～60％,解决了综放工作面上隅角瓦斯超限的问题.     

松软煤层瓦斯立体抽采技术研究与应用

针对桑树坪煤矿4318综放工作面的特征,建立了综放采场瓦斯流场物理和数学模型,利用FLUENT流体数值模拟软件,得出了综放采场漏风及瓦斯运移规律。在此基础上,提出了4318综放面采用本煤层顺层钻孔瓦斯抽采、采空区埋管抽采、上下邻近层抽采的瓦斯立体抽采方法。结果表明:相同深度下采空区靠近进风侧的瓦斯浓度小于靠近回风侧的瓦斯浓度,通过建立瓦斯立体抽采技术之后,4318综放面采空区留管瓦斯抽采浓度约7%,北一地面系统抽采流量约65 m~3/min,抽采瓦斯量4. 6 m~3/min;移动瓦斯抽采系统抽采流量约56 m~3/min,本煤层瓦斯抽采系统浓度约10%,抽采瓦斯量约5. 6 m~3/min,该方法有效地保证了矿井安全开采,杜绝了瓦斯事故的发生。     

某矿1010203工作面瓦斯防治系统设计

瓦斯灾害严重威胁着煤矿安全、高效生产及工作面作业人员的生命安全,以陕西某矿1010203工作面为工程背景,基于现场实测方法,分析瓦斯来源及涌出构成,确定多煤层联合综放开采成为采空区瓦斯积聚主要原因。针对目前矿井瓦斯抽采不达标的现状,提出1010203工作面分区预抽放钻孔设计方案。同时,基于分区抽放钻孔设计方案的实施效果,给出瓦斯抽放管路的布设方式,提出工作面在掘进期间利用风排方式和工作面回采前对煤层进行分区预抽的2种瓦斯治理方案。     

特厚煤层综放采空区“U+I”式瓦斯治理技术

下沟矿301特厚煤层综放工作面在回采过程中采空区瓦斯涌出量较大,为有效治理采空区瓦斯,通过分析工作面通风及瓦斯情况,在U型通风系统基础上,提出煤层瓦斯抽采巷密闭抽采的"U+I"式治理技术,结合301综放采空区实际情况,基于FLUENT软件,建立了采空区和工作面在煤层专用瓦斯抽采巷抽采条件下的数值模型。实践结果表明:"U+I"式采空区瓦斯治理技术可保证301综放采空区抽采纯量稳定在18~28 m3/min,并兼顾了通风系统的稳定,回风风排瓦斯量为3~4 m3/min,取得较好效果。     

综放工作面邻近抽放技术的试验研究

通过对综放工作面采场及瓦斯运移的理论研究,提出了利用综放工作面上一个区段已有的巷道,向正在开采的综放工作面顶板施工瓦斯抽放钻孔,抽采采空区瓦斯富集区瓦斯的方法,并进行了现场试验,为综放工作面解决瓦斯超限问题提供了一种新途径。     

高瓦斯低透气性单一厚煤层瓦斯治理技术研究

针对蒋家河煤矿高瓦斯低透气性单一厚煤层综放工作面瓦斯预抽难度大,综掘机截煤瓦斯涌出强度大,放顶煤落煤瓦斯涌出不均衡,上隅角瓦斯积聚严重的问题。通过分析煤层瓦斯涌出特点,针对各瓦斯来源,采取采前半扇形钻孔预抽本煤层瓦斯、回采时顺层平孔抽采卸压区内瓦斯、大断面低位煤层"类钻孔"抽采顶煤及采空区瓦斯以及上隅角骨架风筒辅助抽采采空区瓦斯。这4种抽采方法在时间及空间上对ZF202工作面进行立体交叉抽采,初步形成针对高瓦斯低透气性单一厚煤层在综放开采工艺条件下的"四位一体"瓦斯治理技术,取得了很好的瓦斯治理效果。     

马堡煤矿厚煤层综放工作面煤与瓦斯共采技术研究

针对马堡煤矿15108综放工作面瓦斯含量高、邻近层瓦斯涌出量大,以及工作面瓦斯易超限的难题,采用UDEC数值模拟方法,研究了综放工作面采场覆岩裂隙演化规律,确定出采空区瓦斯富集区。基于此,提出应用大直径走向长钻孔结合常规本煤层交叉钻孔、采空区插管等瓦斯抽采技术,现场实践结果表明:大直径走向长钻孔可实现断裂带卸压瓦斯的高效抽采,工作面瓦斯抽采率达71.39%,安全高效生产原煤68.1万t,累计抽采瓦斯505万m3,实现了煤与瓦斯的共采。     

厚煤层采动覆岩裂隙分布特征及卸压瓦斯抽采技术

针对崔家沟煤矿2303综放工作面瓦斯涌出量高易造成瓦斯超限的安全难题,应用采动裂隙椭抛带理论,在分析特厚煤层综放开采覆岩破坏特征的基础上,采用物理相似模拟和UDEC数值模拟试验研究了采空区覆岩"三带"演化规律,建立了采动裂隙椭抛带数学模型,确定出了覆岩裂隙瓦斯抽采有利区,提出了低-中-高位钻孔相组合的瓦斯抽采方案,并进行了工程应用。结果表明:2303综放工作面垮落带高度为33 m,断裂带高度为110 m,距离煤层底板35 m以上55 m以下与外椭抛面交集的范围为瓦斯抽采的有利区域;通过低-中-高位钻孔抽采方案的实施,上隅角瓦斯浓度小于0.6%,回风巷瓦斯浓度小于0.5%,有力保障了工作面的安全高效回采。     

特厚高瓦斯极易自燃煤层综放面瓦斯抽放技术

彬长矿区大佛寺矿井特厚、高瓦斯极易自燃煤层综放工作面瓦斯治理采用了采前预抽,高位钻孔卸压抽放和采空区抽放相结合的瓦斯综合抽放技术,取得了明显的效果,探索适合该矿区首个矿井的瓦斯治理途径,对其它矿井和煤炭企业开采高瓦斯易自燃煤层治理瓦斯具有借鉴意义.     

厚煤层双重卸压采动覆岩裂隙分布特征及卸压瓦斯抽采技术

针对下石节煤矿222工作面开采过程中双重卸压造成工作面瓦斯涌出量高导致瓦斯超限的安全难题,结合采动裂隙"O"型圈和"环形裂隙体"理论,在分析厚煤层综放开采双重卸压采动覆岩破坏特征的基础上;采用相似模拟和数值模拟研究了双重卸压工作面开采采空区覆岩裂隙演化模型,确定了裂隙场和应力场演化反馈机制,依据裂隙密度,将覆岩裂隙场划分为贯通渗透区、纵向渗透区和水平渗透区;结合Fluent模拟瓦斯流场运移机理,将双重卸压采空区覆岩裂隙场+应力场+瓦斯渗流场相互耦合,进一步补充了采空区瓦斯流场规律:低位低浓度瓦斯流动带和高位高浓度瓦斯流动圈;提出了双重卸压采空区卸压瓦斯治理方式为复合采空区高位定向钻孔瓦斯抽采方案,并进行了工程应用。结果表明:确定卸压瓦斯抽采富集区域范围为回风侧偏向工作面宽度40 m,距离煤层顶板60.8 m以上150 m以下范围内;通过在复合采空区将高位定向钻孔瓦斯抽采方案的实施,上隅角瓦斯浓度低于0.8%,工作面及回风巷瓦斯浓度低于0.3%。     

中厚突出煤层顶分层开采瓦斯治理技术研究

鹤煤八矿二1煤层由放顶煤开采转变为顶分层开采后,采空区瓦斯大量涌出造成工作面煤壁瓦斯超限。针对该问题,选取30021(中)工作面进行试验研究,制订出适合八矿顶分层开采的瓦斯治理技术。通过理论分析和现场试验相结合,确定了采用高位钻场钻孔结合顶板垂直钻孔方式抽放采空区瓦斯来解决上隅角瓦斯超限问题,采用顺层钻孔结合底板穿层钻孔方式抽放本煤层瓦斯来解决煤壁瓦斯超限问题,并确定了适合鹤煤八矿的相关抽放钻孔布置参数。     

地面L型井瓦斯抽采实践与探索

随着综采、综放采煤工艺的发展应用,采掘推进速度加快,开采强度增大,使工作面绝对瓦斯涌出量大幅度增加。为解决高产高效工作面瓦斯涌出源多、瓦斯涌出量大的问题,结合矿井地质条件,采用开采煤层瓦斯采前预抽、卸压邻近层及采空区瓦斯采后抽采、地面钻孔抽采等多种方法,使瓦斯抽采量及抽采率达到最高。寺河煤矿3313工作面首次采用地面L型井抽采工作面瓦斯,取得良好效果。