顺层钻孔预抽突出煤层瓦斯方法与应用

掘进工作面采前预抽采用顺层钻孔预抽煤巷条带瓦斯,工作面运输巷沿煤层走向施工顺层钻孔,工作面回风巷沿煤层倾向施工顺层钻孔。采煤工作面采前预抽采用工作面巷道施工顺层钻孔预抽回采区域瓦斯。确定钻孔间距、钻孔长度、钻孔控制范围等主要参数。通过配备预抽掘进工作面,使掘进工作面和预抽掘进工作面交替进行,并进行验证,实现采掘接替平衡。     

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。     

基于应力在线-微震监测系统的厚煤层掘进面防冲优化

为优化矫正巨厚砾岩下厚煤层掘进面的防冲卸压措施,采用理论分析、力学计算及现场验证相结合的方法,探讨了巨厚砾岩下厚煤层掘进面冲击地压机理,提出了应力在线-微震监测方案,现场试验结果表明:在相向相邻井田采空区掘进时,可根据微震监测数据得到岩石破裂角对工作面宽度及开切眼位置进行优化处理,同时基于应力监测数据可对钻孔卸压参数进行优化。常村煤矿21220掘进工作面优化后煤柱宽度不小于150 m,工作面宽度取265 m,帮部卸压孔深度优化为25 m,掘进头卸压孔深40 m,卸压孔直径大于150 mm,成功应用于现场并取得了良好效果,验证了结论的可靠性,为相似条件下掘进工作面的防冲措施提供技术支撑。     

五轮山煤矿1601运顺正掘沿6~(-3)煤掘进专项防突设计

对五轮山煤矿1601运顺正掘沿6~(-3)煤掘进进行了专项防突设计,分别从区域防突和局部综合防突2部分进行防突设计,采用钻屑指标法对煤巷掘进工作面突出危险性进行了预测,并阐述了工作面区域验证钻孔和1601运顺正掘局部防突措施浅孔抽放钻孔布置情况,通过专项防突设计减少了事故发生,对煤矿安全生产有现实意义。     

单一煤层上下递进掩护及底抽巷综合防突技术

针对平煤股份六矿丁5-6-21110工作面,将顺层预抽钻孔预抽回采区域煤层瓦斯理论引入煤巷掘进工作面,通过在风巷施工顺层钻孔,掩护中间巷的掘进。在该工作面按照递进掩护的思路,形成一套完备的区域及局部瓦斯治理技术,分析中间巷掘进期间瓦斯涌出量以及效果检验值的变化情况,验证了顺层递进掩护钻孔的保护效果。     

厚煤层顶板定向钻孔技术研究与应用

保德煤矿三盘区深部大巷延伸为全煤巷道,区域煤层厚度7.4m以上,巷道沿煤层底板掘进,巷道高度3.8m。通过在三盘区深部大巷延伸区域沿8#煤层顶板施工下行定向长钻孔对掘进区域进行超前预抽,大幅降低了掘进区域瓦斯压力和瓦斯含量;巷道掘进形成自由空间从而产生微裂松动区,进而增加了围岩的透气性,在巷道掘进期间顶板煤层定向钻孔作为煤层顶板高抽孔抽放,降低了掘进工作面瓦斯涌出量并解决了巷道层流问题。通过采取厚煤层顶板定向钻孔技术,掘进工作面瓦斯问题得到了合理解决。     

掘进工作面立体式瓦斯抽采钻孔优化设计与应用

为了提高厚煤层高瓦斯掘进工作面掘前瓦斯抽采量,减少掘进过程中的瓦斯预警次数,针对余吾煤业高瓦斯掘进工作面的平面式抽采钻孔不能覆盖全煤厚、瓦斯抽采量低的问题,通过调整钻孔的布置方式及开孔角度对掘进工作面释放孔及两帮钻场护帮钻孔进行了优化设计,将掘进工作面抽采钻孔由平面式抽采转变为立体式抽采。现场试验表明,立体式抽采钻孔抽采瓦斯体积分数提升11%、抽采瓦斯纯量提升0.14 m~3/min,回风流瓦斯体积分数由0.73%降低至0.44%,不仅对全煤厚煤体提前卸压降低突出危险性,同时提前截流卸压煤体内瓦斯,大幅降低了工作面掘进时的瓦斯涌出量,保证了巷道掘进过程中瓦斯涌出的均匀性。     

三软煤层穿层钻孔布置优化方案

超化煤矿由于三软煤层赋存不稳定,煤层透气性差,导致钻孔成孔后封孔难,长时间冲孔易导致钻孔堵塞,使单孔抽放浓度衰减快,抽放效果差,严重影响工作面的安全生产。为此,提出优化原钻孔布置方式,利用底抽巷施工穿层钻孔掩护工作面巷道掘进,这样既解决了长时间冲孔导致钻孔堵塞的难题,又提高了抽放效果。     

阳泉五矿15~#煤层瓦斯超前排放钻孔半径实测研究

采用钻孔瓦斯流量法测定了阳泉五矿15^#煤层瓦斯超前排放钻孔的排放半径。结果表明,阳泉五矿8117回风顺槽掘进工作面排放孔的半径为0.8 m,8402回风顺槽掘进工作面排放孔的半径为1.0 m,8318进风顺槽掘进工作面排放孔的半径为1.0 m,8230回风顺槽掘进工作面排放孔的半径为0.8 m。因此,阳泉五矿15^#煤排放孔的半径在0.8~1.0 m之间。     

掘进工作面超前钻探成孔装备及工艺研究

针对现有掘进工作面超前钻探钻孔方位角和成孔轨迹无保障、地质构造探测不准确,钻进深度较短,成孔直径较小,其探测效率较低的问题,研制了一套适用于掘进工作面超前长钻孔的钻探装备及工艺,有效提高掘进工作面超前钻探孔钻进效率及钻孔精准度,减小工人劳动强度,增加地质构造钻探探测的准确性,降低掘进成本,在提高巷道掘进速度的同时,能消除和避免掘进巷道突出危险。     

三软低透气煤层瓦斯抽采钻孔工程精细管理

告成煤矿煤层透气性差、煤体松软易碎成孔难、钻孔流量衰减快,造成瓦斯抽采困难。为提高瓦斯治理效果,对瓦斯抽采钻孔工程进行全过程精细管理。通过在钻孔设计—开孔定位—施工监管—验收分析—增透及二次修复—封孔工艺各环节上不断改进,消除消突空白带、提高钻孔抽采浓度和抽采量,回采工作面单产水平和煤巷进尺速度得以提高,保障了矿井安全生产及正常接替。     

防突措施超前钻孔设计方法

采用相似原理,建立数学模型,并采用matlab编程,实现输入巷道的基本参数以及钻机参数,即可设计出巷道在终孔面以及终孔面与采掘面之间所需布置钻孔的孔长、方位角、倾角及终孔坐标参数,最终实现掘进巷道整体分布和每个断面钻孔布置的三维立体化显示。针对具有突出危险性梯形掘进巷道工作面前方煤体进行钻孔设计,实现一次性批量布孔。     

深孔钻孔定向技术研究及其应用

在煤与瓦斯突出矿井中,回采工作面瓦斯治理及掘进工作面地质探测是非常关键的。因此,义安矿利用千米钻机,结合YHQ-X型全方位钻孔测斜仪,在岩石钻孔成孔轨迹和地质探测方面进行了研究,并实际应用,在矿井的安全生产中取得了很好的效果。     

基于多传感器组合的钻锚机器人机身定位方法研究

针对目前煤矿钻锚作业仍以人工为主,作业强度大、环境恶劣且效率低的问题,为提高效率、保障工人生命安全,研发了煤矿钻锚机器人以提升钻锚作业自动化水平。针对工况环境下的钻锚机器人机身定位困难、干扰大、精度低、效率低等问题,提出了一种基于激光测距传感器和激光雷达的组合传感器定位方法。根据钻锚作业需求,研究基于分布式激光测距传感器的钻锚机器人与掘进工作面之间的距离信息,建立"机器人-工作面"定位模型,解算钻锚机器人前移过程中与掘进工作面的位置关系;以机器人后端顶部锚杆为目标,利用激光雷达扫描获取锚杆与钻锚机器人的动态点图信息,建立"机器人-锚杆"定位模型,解算钻锚机器人后移过程中与锚杆的空间位置关系。搭建组合定位系统,通过样机试验验证表明:"机器人-工作面"定位模型距离误差≤10 mm,偏航夹角误差≤1°;"机器人-锚杆"定位模型距离误差≤20 mm,偏航夹角误差≤1.5°,可以实现煤矿巷道钻锚机器人机身自动、准确、实时的定位目标。     

随钻水力造穴技术在低透性煤巷卸压孔中的应用

随钻水力造穴技术节省了先导孔施工,缩短了作业时间,提高了效率,室内试验了流量、压力等水力参数与造穴效果的关系,得到了最优参数配比,该技术应用于新元矿3209工作面掘进头预抽钻孔施工,掩护低透性煤巷安全掘进。评价结果表明,在水压达到20MPa、流量在200L/min条件下时,冲孔时间维持15min/m、冲孔单元每5m 1次,冲煤量大于0.48t/m,钻孔冲孔半径为普通钻孔6倍,施工效率较原来提高了25%,应用效果最佳。     

大直径多分支长距离高位钻孔抽采技术研究

为了解决综放工作面采空区瓦斯大量涌出造成上隅角瓦斯超限的问题,通过采用大直径多分支长距离高位钻孔顶板裂隙瓦斯抽采技术,实现了精准定位钻孔层位,高效抽采瓦斯,消除上隅角瓦斯超限,减少了钻场巷道和钻孔工程量,节省巷道、钻孔施工时间,有效缓解了生产接替紧张局面,确保了回采期间上隅角瓦斯浓度符合要求,实现了矿井生产安全高效的目的。     

济三煤矿岩巷快速掘进技术研究与应用

该文结合济三煤矿岩巷掘进,解决了岩巷掘进的关键技术问题,提出了多重锚喷支护和中深孔爆破技术,实现了大断面岩巷全断面一次成巷掘进技术,提高了深部岩巷工程质量,掘进速度提高40%以上。     

阳煤集团寺家庄矿掘进巷挂耳钻场封孔工艺改进措施研究

基于对寺家庄煤矿煤层瓦斯赋存情况的总结,分析了掘进巷道瓦斯抽采钻孔设计方案及封孔工艺流程,指出掘进动压影响以及封孔管长度过短是造成封孔抽采效果差的主要原因。根据其瓦斯抽采过程中存在的实际问题,研究设计出一种新型可回收封孔管技术方案,并进行了工业性实验和经济效益分析,结果表明,新型可回收封孔管技术在钻孔深度大于临界深度时,具有很高的应用价值。     

中深孔爆破在天井掘进中的应用

采用中深孔爆破技术,在天井掘进施工过程中一次性打钻、分段装药,出渣人员和设备不用进入危险工作面；施工时间短、效率高,安全性好,施工过程中不需排险；控制爆破技术要求高,值得地下矿山推广应用.     

毛家庄煤矿高瓦斯掘进工作面瓦斯防治技术研究

为了保障毛家庄煤矿掘进工作面的安全施工,确保矿井生产正常接续,提出毛家庄煤矿掘进工作面瓦斯防治技术方案。通过对矿井掘进期间的瓦斯涌出特征进行分析,选取瓦斯压力、瓦斯含量、绝对瓦斯涌出量、钻屑量及Δh₂等参数作为基础指标,采取区域瓦斯压力测定、区域瓦斯防治措施、局部危险性预测、局部抽采措施、抽采效果验证的方式对掘进工作面进行瓦斯跟踪治理。试验结果表明:毛家庄煤矿跟踪区域最大瓦斯压力为0.24MPa;掘进工作面最大瓦斯含量为5.45m³/t;钻屑量、Δh₂最大分别可达3.4kg/m、160Pa;通过对掘进工作面两帮采取边掘边抽的局部抽采措施,所有测定值均小于临界值,并且未发现其他异常情况。毛家庄煤矿掘进工作面瓦斯防治技术方案可有效保障掘进工作面的安全施工,确保矿井正常接续、均衡稳定生产。