高瓦斯综放工作面高抽巷合理层位的确定

为解决下沟煤矿ZF301工作面所在的高瓦斯区域采空区瓦斯涌出量大,工作面风流及上隅角瓦斯经常超限的问题,基于采动覆岩破坏形成的"O"形圈理论,提出在其顶板布置高抽巷的治理方法。通过理论计算得到顶板岩层断裂高度为47.03~58.23 m,利用Fluent软件数值模拟高抽巷在45、55、65 m三个不同垂距的抽采效果,得到55 m层位的高抽巷抽采瓦斯体积分数最大,上隅角瓦斯体积分数最小,且在1%以下。现场将高抽巷布置在50 m层位,正常回采期间平均瓦斯抽采纯量为31.58 m~3/min,占工作面绝对瓦斯涌出量的比例达到了69.74%,使风排瓦斯量下降到4.79 m3/min,上隅角瓦斯从未超限,达到了工作面瓦斯防治的目的。     

寺家庄矿15106工作面顶板低位抽放巷 合理层位研究

为了解决寺家庄矿15106工作面上隅角瓦斯易积聚的难题,基于上覆岩层破坏的"O"型圈理论,提出沿走向在顶板布置低位抽放巷方法。基于相似模型实验和理论计算得到"O"型圈离层裂隙区范围为采动侧0～20 m,低位抽放巷位置范围应与工作面顶板垂距5～9 m,与回风巷内错距0.8～21.5 m。FLUENT模拟结果表明:低位抽放巷位置为垂距7～9 m,内错距3～9 m时,抽采效果最佳。为了便于下行钻孔的实施,现场将低位抽放巷布置位置为垂距7.2 m,与回风巷内错距5.1 m,回采初期,由于大裂隙尚未形成,上隅角瓦斯浓度存在超限危险,正常抽采后,低位高抽巷瓦斯纯流量约为34.7 m~3/min,上隅角瓦斯浓度稳定在0.47%,符合规程要求,解决了上隅角瓦斯积聚的问题。     

沿空留巷U型通风瓦斯时空分布及治理研究

针对明鑫煤矿沿空留巷单U型通风回采初期回风巷和上隅角瓦斯蓄积问题,建立瓦斯对流和扩散数学方程,构建强耦合物理模型;对通风稳定阶段,上隅角埋管联合高位钻孔抽采和纯风排条件下瓦斯时空分布进行研究,并通过现场实践进行验证。研究结果表明：回采距离为20 m时,采空区流场形成B型和D型复合分布,使工作面瓦斯体积分数出现峰值现象,存在抽采条件下沿空留巷侧采空区2/5区域形成截流影响区,1/7区域形成三角回流区,表明抽采作用可减弱留巷侧采空区流线向上隅角闭合和采空区流线向留巷侧采空区发展的趋势;抽采条件下,上隅角位置采空区走向方向瓦斯体积分数上升起始点较纯风排滞后4.7 m,上隅角瓦斯体积分数峰值和工作面平均值、回风巷平均值分别下降了86%、69%、37.7%。现场实践表明：治理前后回风巷瓦斯体积分数平稳区延长60 m,上隅角与回风巷瓦斯体积分数峰值下降21.7%。     

卸压瓦斯运移区“孔-巷”协同抽采布置参数优化及高效抽采

高突矿井瓦斯抽采是治理工作面隅角瓦斯超限的重要手段,各抽采方式布置层位不同,其抽采效果存在明显差异,研究协同抽采各抽采方式的最优布置层位具有重要意义。为提高高抽巷抽采效率实现瓦斯精准抽采,基于“椭抛带”理论,运用Fluent数值模拟软件对协同抽采各抽采方式的布置层位进行模拟研究,分析各布置条件下工作面隅角瓦斯浓度,确定最优布置层位。模拟结果表明协同抽采中各抽采方式布置层位为：高抽巷最优平距25 m,最优垂距30 m,定向长钻孔最优平距在10～20 m,最优垂距在11～21 m。通过对单一抽采与协同抽采进行对比分析,协同抽采中回风侧快速提升区跨度明显增大,使得回风侧经上隅角涌入工作面的瓦斯强度降低,隅角瓦斯得到进一步控制。协同抽采较好解决了工作面回风侧风流引起的相对负压造成上隅角瓦斯大量聚集的问题,隅角涡流所引起的瓦斯聚集现象在长钻孔抽采下逐步消失。优化后的布置参数进行现场应用后,试验工作面在生产期间高抽巷平均抽采纯量为64.79 m³/min,占瓦斯涌出量的79.91%,定向长钻孔平均抽采纯量为9.68 m³/min,减小了风排瓦斯的压力,上...     

高瓦斯倾斜煤层综放工作面抽采瓦斯技术

为解决工作面回采期间上隅角瓦斯超限问题,针对硫磺沟煤矿(4-5)04工作面实际情况,采用物理相似模拟方法,对工作面采动覆岩"三带"分布特征及规律开展研究,结合工作面实际情况设计高位钻孔抽采上隅角瓦斯,并对抽采瓦斯效果开展实时观测与分析。研究结果表明:(4-5)04工作面上隅角处的垮落角为71°左右且顶板裂隙较为发育;该工作面垮落带高度为25~26.8 m,断裂带高度为109.2~110 m,初次来压步距为36 m,周期来压步距平均为16.6 m,切眼附近裂隙区宽度约为40 m,回风巷及进风巷附近约30 m,工作面附近约20~40 m;高位钻孔抽采浓度为19.85%~23%,抽采过程中上隅角及工作面的瓦斯浓度分别为0.15%~0.48%及0.08%~0.45%,避免了回采期间上隅角瓦斯超限,保证工作面安全高效回采。     

走向高位抽采巷抽采采空区瓦斯技术的应用与分析

为了解决综采工作面采空区瓦斯向回采空间和回风隅角涌出而造成的局部瓦斯积聚和超限问题,沿煤层顶板裂隙发育带施工走向高位抽采巷,对采空区瓦斯进行抽采。通过对走向高位抽采巷抽采采空区瓦斯效果和对回风流、回风隅角瓦斯浓度的影响分析,得出走向高位抽采巷末端进入采空区40 m左右时,抽采效果达到峰值,并基本稳定,解决了综采工作面生产期间回风流、回风隅角瓦斯治理难题,杜绝了瓦斯超限事故。     

复合关键层综放开采瓦斯运移与抽采耦合规律研究

针对复合关键层工作面开采后覆岩裂隙演化及瓦斯运移涌出耦合规律,以王家岭煤矿12313综放工作面为工程背景,通过研究工作面推进后覆岩活动、裂隙演化情况,得到工作面覆岩裂隙分布特征,建立数值模型,分析卸压瓦斯运移规律。最终将研究结果应用于12313综放工作面现场瓦斯治理及效果检验。结果表明：12313综放工作面复合关键层初次破断步距为49.84m,走向模型的垮落带和裂隙带组成的“两带”高度为121.1m,切眼侧和工作面一侧的裂隙区宽度分别为45.6m和44.6m,切眼和工作面的垮落角分别为62°和60°,倾向模型的垮落带和裂隙带组成的“两带”高度为115m,运输巷一侧和回风巷一侧的裂隙区宽度分别为37m和40m,运输巷和回风巷的垮落角分别为62°和63°;12313综放工作面施加“高位定向钻孔+回风巷埋管”抽采措施后,回采过程中上隅角最大瓦斯浓度能够保持在安全范围内,当埋管口深度为17.3m时,上隅角瓦斯浓度达到0.478%,有效解决了上隅角瓦斯超限及积聚问题,可为类似条件下采煤工作面瓦斯治理提供参考。     

煤矿综放工作面进行瓦斯抽放技术的应用研究

大雁第二煤矿采用瓦斯抽放技术,解决了综放工作面上隅角及回风巷瓦斯超限的难题,但解决风排瓦斯不能实现安全体积分数之下回采。利用ZYW-85型井下移动式瓦斯抽放泵站,通过管路系统、高位钻孔、垂直钻孔和顶板巷等技术,试验研究综放工作面采空区瓦斯抽放,达到综放工作面上隅角及回风巷瓦斯体积分数降到规定的安全体积分数以下,保证了安全生产。     

1905S工作面上隅角瓦斯综合治理技术研究及应用

为解决福城煤矿1905S工作面上隅角瓦斯超限问题,通过分源预测法进行工作面瓦斯涌出量预测,采用高位裂隙钻孔抽采、高抽巷抽采与上隅角插管抽采相结合的方法来进行瓦斯治理。结果表明:高位钻孔最佳抽采位置为距离煤层顶板上方15~30 m,终孔位置内错工作面回风巷20~30 m;工作面上隅角瓦斯浓度日平均值降到0.3%~0.45%,工作面回风流瓦斯浓度降到0.08%~0.28%。     

余吾矿综放工作面走向高抽巷瓦斯抽采技术实践

余吾矿属于高瓦斯矿井,回采工作面采用低位放顶煤一次采全高采煤法,工作面落煤时间集中,瓦斯绝对涌出量大,容易导致工作面瓦斯超限,严重影响安全生产。为解决这一难题,通过分析综放工作面采空区上覆岩层的岩性特征和瓦斯流动规律,合理调整工作面高抽巷的层位,在S2108工作面将高抽巷层位从原设计的距煤层顶板之上30 m处调整至距煤层顶板之上20 m处位置。结果表明,S2108工作面回采期间,回风流瓦斯浓度平均为0.4%,工作面回风流、后溜机尾、上隅角等均未发生瓦斯超限事故,工作面平均日产量是其它工作面的1.2倍。通过调整S2108工作面高抽巷的层位,提高了高抽巷的抽采效率,使S2108工作面回采期间回风流、上隅角的瓦斯得到了有效控制,确保了S2108综放工作面的安全高效生产。     

高瓦斯综采工作面顶板走向高抽巷布置研究

为解决高瓦斯综采工作面瓦斯超限问题,针对赵庄煤矿1307工作面实际地质条件和开采技术水平,提出在工作面顶板布置走向高抽巷抽采瓦斯。为合理布置高抽巷,通过修正经验公式进行理论计算,利用FLAC~(3D)模拟顶板覆岩运动,结合钻孔流量法现场观测得出垮落带最大高度为25.15 m,裂隙带最大高度为75 m,并确定高抽巷与煤层顶板垂距为30 m。通过对回风巷和高抽巷进行巷道应力分析,并考虑岩层垮落角的影响,选取高抽巷与回风巷水平错距为25 m。工程实践证明:高抽巷在抽采期间,抽采瓦斯纯量和浓度都保持在较高值,其大小波动受到工作面周期来压和地质条件影响;工作面回采期间,上隅角和回风巷瓦斯浓度都保持在较低值,避免了瓦斯超限问题。     

青龙矿11615工作面高位定向长钻孔瓦斯抽采分析

为解决青龙煤矿11615回采工作面上隅角瓦斯浓度超限难题,结合该工作面实际瓦斯赋存情况,采用高位定向长钻孔瓦斯抽采技术方法开展瓦斯抽采。对比了瓦斯抽采效果与钻孔距回风巷距离远近的关系,研究了瓦斯抽采效果与回采里程的关系,总结了高位定向长钻孔的瓦斯抽采规律。研究结果表明：回采过程中,通过高位定向长钻孔抽采采空区上覆岩层瓦斯,回采工作面上隅角瓦斯浓度降低到0.25～0.35%,解决了该采空区上隅角瓦斯浓度超限问题;钻孔距回风巷距离为40 m时,抽采瓦斯浓度基本稳定在18.5%左右,抽采效果最佳;随着回采里程的增加,钻孔抽采效果呈上升趋势,但在抽采末期有所下降;说明高位定向长钻孔对降低采空区及回采工作面上隅角瓦斯发挥了一定作用,提高了回采过程中瓦斯治理效率。     

青龙煤矿11615工作面高位定向长钻孔瓦斯抽采分析

为解决青龙煤矿11615回采工作面上隅角瓦斯浓度超限难题,结合该工作面实际瓦斯赋存情况,采用高位定向长钻孔瓦斯抽采技术方法开展瓦斯抽采。对比了瓦斯抽采效果与钻孔距回风巷距离远近的关系,研究了瓦斯抽采效果与回采里程的关系,总结了高位定向长钻孔的瓦斯抽采规律。研究结果表明:回采过程中,通过高位定向长钻孔抽采采空区上覆岩层瓦斯,回采工作面上隅角瓦斯浓度降低到0.25%～0.35%,解决了该采空区上隅角瓦斯浓度超限问题;钻孔距回风巷距离为40m时,抽采瓦斯浓度基本稳定在18.5%左右,抽采效果最佳;随着回采里程的增加,钻孔抽采效果呈上升趋势,但在抽采末期有所下降。说明高位定向长钻孔对降低采空区及回采工作面上隅角瓦斯发挥了一定作用,提高了回采过程中瓦斯治理效率。     

W型通风工作面中隅角瓦斯治理实践

古城煤矿N1303工作面W型通风系统的调整会造成回采工作面中隅角瓦斯超限问题,必须进行治理。以古城煤矿N1303回采工作面为例,设计采取高抽孔与高抽巷相结合的瓦斯综合治理技术方案。监测数据表明,中隅角与回风巷瓦斯不超限。     

宜兴1202孤岛工作面瓦斯综合治理技术研究

针对宜兴煤矿1202孤岛综采面在回采过程中上隅角、回风巷瓦斯浓度易超限的问题,通过在1202运巷布置高位裂隙钻孔,在1202孤岛工作面的邻近采空区布置低位裂隙钻孔,喷浆堵漏等措施对其进行治理。现场实测数据表明:采用联合抽采技术措施后,采空区瓦斯涌出治理效果明显,回风巷及上隅角都未出现过瓦斯超限现象,保证了工作面的安全回采。     

成庄矿4321工作面瓦斯治理技术研究

针对成庄矿四盘区4321工作面煤体瓦斯含量高,高强度开采易造成回风隅角和回风巷瓦斯超限等问题,提出了采取普通顺层钻孔预抽、定向顺层钻孔预抽、底抽巷穿层钻孔预抽、采空区埋管抽采、长距离高位钻孔抽采相结合的综合瓦斯治理方法及工艺,并对其抽采效果进行了考察、分析。研究结果表明：工作面回采期间的风排瓦斯量、抽采瓦斯量、绝对瓦斯涌出量、回风巷瓦斯浓度、上隅角瓦斯浓度等均随着工作面推进度的变化而变化。工作面瓦斯抽采量占绝对瓦斯涌出量的78%,上隅角最大瓦斯浓度为0.7%,回风巷最大瓦斯浓度为0.55%。说明采取的瓦斯治理措施有效,可解决高瓦斯大采高工作面的瓦斯涌出问题。     

瓦斯矿井孤岛综采工作面的瓦斯综合治理

针对瓦斯矿井的孤岛综采工作面在回采过程中的回风隅角瓦斯浓度超限现象,通过采取风排和钻孔抽采等综合治理措施,解决了其瓦斯超限问题,保障了其安全高效回采。     

基于极近距离煤层综放工作面回风隅角瓦斯治理研究

针对极近距离煤层群开采过程中,覆岩裂隙发育、瓦斯运移复杂、回风隅角瓦斯易超限等问题,本文以某煤矿EIN₅6-5综放工作面回风隅角瓦斯超限案例为研究背景,采用理论分析、数值模拟及现场实践的方法,分析了瓦斯超限影响因素,模拟分析了工作面覆岩破坏过程及应力分布,提出了“分阶段、差异化”的瓦斯治理思路,并在EIN₅6-5综放工作面实践应用。研究结果表明：EIN₅6-5工作面回风隅角瓦斯超限是由上覆坚硬顶板、瓦斯抽采措施不合理等多种因素耦合造成的;工作面垮落带最大高度为8.95 m,裂隙带最大高度为20.33 m;工作面后方自燃三带范围分别为：0～25 m为散热带、25～70 m为升温氧化带、70 m以内为窒息带;通过合理的瓦斯抽采措施实施,瓦斯抽采率达到77%,回风隅角及回风巷未发生瓦斯超限,进而确保了工作面的安全回采。     

综采工作面初采期局部高抽巷瓦斯治理效果分析

以开元煤矿9801综放工作面为研究对象,针对综放工作面初采期瓦斯频繁超限的问题,结合工作面上覆煤岩层覆存状态及采动破断规律,提出了9801综放工作面初采期局部高抽巷布置方案：局部高抽巷分为初采倾向高抽巷段、走向高抽巷段和辅助倾斜高抽巷段3段,顺序联结成抽采系统;初采倾向高抽巷段布置在6号煤层中,至开切眼水平距离为15 m;走向高抽巷段布置在3号煤层中,至工作面的垂直距离为43 m,与回风巷的距离为4 m。现场实际应用表明：回风瓦斯体积分数控制在0.6%左右,尾巷瓦斯体积分数控制在1.4%左右,较好地解决了9801综放工作面初采期瓦斯超限断电问题。     

刘庄煤矿超长大采高工作面瓦斯综合治理技术

基于刘庄煤矿171303超长(面长300 m)、大采高(平均采高5 m)工作面瓦斯赋存和开采特点分析,回采期间瓦斯超限是影响工作面安全高效开采的关键隐患之一。通过对该面产量与瓦斯涌出量的关系预测分析,采用风排瓦斯、高抽巷抽采、上隅角埋管抽采、顺层孔抽采等方法进行瓦斯综合治理,并设计、优化了抽采巷及钻孔布置参数。