松软煤层巷道掘进快速消突技术应用研究

针对严重突出的松软煤层巷道掘进防突难度大、措施效果不理想、掘进进度缓慢、矿井采掘抽平衡失调、生产接替紧张等问题,通过分析比较超前排放钻孔、浅孔抽放、松动预裂爆破和水力挤出等4种常用防突措施的施工工艺、消突机理和适应条件,认为水力挤出是适宜于松软煤层煤巷掘进快速消突的技术措施.依据水力挤出防突技术设计,进行了松软煤层煤巷掘进时水力挤出快速消突的应用实验.实验结果表明,水力挤出防突措施工艺简单,实施过程短,工时消耗少,措施效检超标率低,可成倍提高掘进速度.     

突出矿井煤层群开采首采保护层区域消突技术实践

以突出矿井谢桥煤矿为例,介绍了煤层群开采首采保护层卸压瓦斯抽采工程设计和被保护煤层卸压瓦斯抽采效果.实践表明,谢桥矿1242(1)保护层开采实践证明,在11-2煤层有效保护范围内的13-1煤层,可充分消除其突出危险性,并有利于被保护层瓦斯治理;经保护层开采后,不仅能最大程度消除高瓦斯突出危险煤层的瓦斯事故隐患,而且极大地提高了巷道掘进速度,从而缓解了工作面接替的紧张局面,有效提高了生产效率.保护层开采区域消突技术是防治煤与瓦斯突出最经济、有效的技术措施.     

鹤壁六矿水力挤出消突措施参数研究及应用

鹤壁六矿属于瓦斯突出矿井,掘进速度仅30 m/月,矿井采掘接替严重失调.为了快速、有效地消除煤巷掘进工作面的突出危险性,结合六矿煤层赋存特点,采取水力挤出消突措施.运用水力挤出消突措施的工艺,以现场实测的大量数据为基础,通过对不同注水压力下消突效果研究,确定适合六矿水力挤出快速消突技术措施合理参数.制定了水力挤出综合防突技术工艺,有效消除煤巷掘进工作面的突出危险性,提高煤巷掘进进度,达到高产高效的目的,提高煤矿的经济效益.     

水力冲孔消突效果及其主要影响因素分析

通过考察水力冲孔过程中的冲孔水压、水流量、每米煤孔冲出煤量以及冲孔前后煤巷掘进期间效检超标率等参数,深入分析了水力冲孔防突技术措施的消突效果及其影响因素.研究表明:在突出煤层中采用水力冲孔措施,可以较好地提高煤体强度和透气性,有效消除或降低煤体的弹性潜能和瓦斯潜能等突出潜能,减少和消除煤层的突出危险性.     

鹤壁六矿水力挤出消突措施参数研究及应用

鹤壁六矿属于瓦斯突出矿井,掘进速度仅30m／月,矿井采掘接替严重失调．为了快速、有效地消除煤巷掘进工作面的突出危险性,结合六矿煤层赋存特点,采取水力挤出消突措施．运用水力挤出消突措施的工艺,以现场实测的大量数据为基础,通过对不同注水压力下消突效果研究,确定适合六矿水力挤出快速消突技术措施合理参数．制定了水力挤出综合防突技术工艺,有效消除煤巷掘进工作面的突出危险性,提高煤巷掘进进度,达到高产高效的目的,提高煤矿的经济效益．     

低透气煤层预裂瓦斯运移数值模拟及抽采试验

针对高瓦斯低透气性煤层瓦斯抽采难问题,利用数值模拟软件RFPA^2D—Flow再现了采取煤层深孔爆破预裂后,瓦斯在煤层及爆生裂隙中的流动规律。研究结果表明,预裂圈内煤和岩石的孔隙率大大提高,煤层透气性显著增加,但当裂隙圈之间不相交时,瓦斯同样很难在完整的低透气性煤体中运移,因此只有当抽采瓦斯钻孔处在裂隙圈中才能高效抽采瓦斯。现场试验证实,低透气性煤层预裂后,有效导通裂隙增加,布置在裂隙圈内抽采瓦斯钻孔可以获得高效抽采瓦斯效果,从而降低煤与瓦斯突出危险性。     

综采工作面浅孔瓦斯抽放消突技术应用研究

针对平顶山煤业股份有限公司八矿己15突出煤层综采工作面一直存在抽放率低、排放钻孔消突效果差、瓦斯时常超限、制约安全生产等问题,试验利用工作面前方煤体透气性增加的动压区进行抽放的浅孔瓦斯抽放措施.根据防突安全要求、有关参数测定结果,并结合煤层赋存和施工技术条件,确定了合理的钻孔布置和抽放等关键技术参数.浅孔瓦斯抽放措施实施后,通过分析效果检验超标率、瓦斯体积分数和产量变化,考察了消突效果、抽放效果和生产效益.结果证明,浅孔瓦斯抽放措施技术可行,防突防瓦斯效果明显,是突出煤层采煤工作面解决瓦斯问题的有效途径之一.     

赵固二矿千米定向煤钻孔区域瓦斯治理 关键技术研究

针对中硬高承压水煤层瓦斯治理周期长、突水威胁严重等问题,利用千米定向煤钻孔超前预抽代替底板抽采岩巷进行区域瓦斯治理,同时研制出基于煤层深孔定点密闭取心的瓦斯含量测试装置,解决了瓦斯防突措施效果检验参数难以测定的问题。该技术经在河南能源焦煤公司赵固二矿试验,实现了对600 m煤巷条带煤层瓦斯的均匀抽采控制,完成了超长区段一次性整体评价,保证了煤巷安全掘进,成为赵固二矿深部煤层区域瓦斯治理的新技术,可为类似地质条件的煤层区域瓦斯治理提供参考。     

孟津煤矿顺层抽采钻孔合理封孔深度

瓦斯抽采钻孔作为瓦斯抽采的源头,其合理封孔深度直接影响着瓦斯抽采的效果.为了确定适宜孟津煤矿顺层抽采钻孔的合理封孔深度,采用钻屑解吸指标法、钻屑量法测定了卸压区的范围.在卸压区范围的基础上,使用瓦斯运移规律测试装备考察分析了顺层抽采钻孔在不同封孔深度下的轴向瓦斯运移规律,并确定了瓦斯运移负压影响区.最后,根据瓦斯运移负压影响区,确定了孟津煤矿顺层抽采钻孔的合理封孔深度并提出了"抽采钻孔合理封孔深度应超出瓦斯运移负压影响区"的理论.通过在孟津煤矿的现场应用,表明使用该方法确定的合理封孔深度科学、可靠,有效地提高了预抽瓦斯体积分数,进而提高了瓦斯抽采效率;同时,可为其它矿井合理封孔深度的确定提供了分析参考.     

高突矿井水力冲孔在瓦斯治理中的研究

通过对高突矿井的底板抽放巷进行不断优化设计,积极进行实践试验,针对无解放层可采的煤层,由于未揭开煤层,煤层没有任何卸压,透气性更低,需要耗费大量时间和工程量抽放,消突效果不佳,水力冲孔措施利用岩石巷道为安全屏障,采用水力作用冲出部分煤体和瓦斯,具有较好的卸压增透效果,可有效提高抽放效果,实现安全快速区域消突。     

潘三矿立井揭煤瓦斯抽采模拟研究

瓦斯抽采对于立井揭突出煤层起到重要的作用,准确的确定钻孔瓦斯有效抽采半径和合理的在待抽煤层中布置抽采钻场对煤层消突具有关键性作用。基于多孔介质中流体流动达西定律理论,采用COMSOL Multiphysics软件对该煤层瓦斯抽采进行了模拟。模拟结果表明,此煤层的瓦斯有效抽采半径为3 m,随着抽采时间的增加,煤层瓦斯压力逐渐的降低,但降低的速率会逐渐的减小。瓦斯抽采30天后,其残余的瓦斯压力为0．18 MPa ,这与现场实测的最大残余瓦斯压力0．2 MPa相接近,这说明了模型的可信性,其模拟结果可为瓦斯抽采设计提供参考。     

朱仙庄煤矿Ⅱ831工作面区域条带消突技术研究

为了解决无保护层的煤层区域瓦斯治理的难点,分析了朱仙庄矿煤层及瓦斯赋存状况,提出了在不具备开采保护层的区域内,采用底板穿层钻孔区域防突措施,对掘进巷道进行打钻预抽。在详细介绍底板穿层钻孔的布置、抽采和计量方式的同时,通过理论计算和实际掘进作业两个方面,共同验证了底板穿层钻孔条带预抽区域措施可行性和可靠性,进而为穿层钻孔预抽区域措施在矿区的推广应用提供了范例。     

低渗厚煤层水力压裂增渗技术研究与应用

为增强保安煤矿15#低渗厚突出煤层的透气性,提高穿层钻孔瓦斯的抽采效果,改善煤矿生产接替困难的现状,采用工业试验和数值分析相结合的方法,对低渗厚煤层的水力压裂增透技术及工艺进行试验研究。结果表明:15#煤层水力压裂影响半径高达40m,透气性显著增强,抽放浓度提高3倍以上,抽放纯量提高4倍以上,掘进速度提高2.5倍以上;形成了一整套包括压裂参数设计、压裂钻孔封孔、注水压裂增透、压裂效果考察、煤巷条带瓦斯抽采、煤巷掘进等适合阳泉矿区厚煤层的水力压裂增渗技术。     

穿层预抽瓦斯抽采与利用最大化技术

通过落实"做钻场、喷注浆、强增透"九字方针和"钻到位、管到底、孔封严、水放通"抽采精细化要求,在底板巷内实施条带穿层钻孔预抽,完全实现消突,取消煤巷局部措施孔施工,提高掘进效率,实现瓦斯抽采与利用最大化。     

预抽瓦斯防治煤与瓦斯突出的应用实例

安阳龙山煤矿11081区域二1煤层为一突出煤层,本煤层瓦斯预抽是区域性防治煤与瓦斯突出的措施之一.根据预抽煤层瓦斯防突作用原理,选取合理的瓦斯防突有效性指标及各钻孔参数,达到消除该煤层煤与瓦斯突出危险性的目标.据对本煤层瓦斯预抽效果的考查,已达到《防治煤与瓦斯突出细则》之规定,该区域可按无突出危险煤层进行管理.     

新安煤矿14151回采工作面突出危险性评价

预抽煤层瓦斯是防治煤与瓦斯突出的根本措施,回采工作面突出危险性评价是评价预抽效果、确定回采区域突出危险性、保证安全生产的重要技术手段.在考查14151回采工作面抽放钻孔施工和抽放效果的基础上,通过实测煤层瓦斯基础参数,根据防治煤与瓦斯突出有关技术规范,采用钻孔工程量和残存瓦斯含量2个指标,评价了14151回采工作面的突出危险性.评价结果表明,经预抽瓦斯后,消除了14151回采工作面的突出危险性,为在回采过程中制订安全技术措施提供了重要依据.     

液态CO_2相变致裂二次增透技术

针对平煤十三矿瓦斯压力高、含量高,前期水力冲孔效果不理想,钻孔后期抽采效率低等情况,将液态CO_2相变致裂技术应用于煤层二次增透。采用理论分析与现场试验相结合,阐述相变致裂机理,分析液态CO_2相变致裂技术优势,考察相变致裂效果。现场试验表明,相变致裂后,煤层裂隙大幅增加,抽采54 d,煤层瓦斯单孔平均抽采纯量为致裂前的1.08~1.73倍。     

深孔预裂爆破强化抽放瓦斯的研究

介绍了煤体预裂爆破的机理及深孔预裂爆破抽放瓦斯的工艺试验研究，对预裂爆破抽放效果进行了详细分析，得出了深孔预裂爆破强化抽放瓦斯方法能够大幅度提高煤层瓦斯抽放效果，实现快速抽放的结论。     

高效防治煤与瓦斯突出技术的研究

随着我国煤矿采深的增加，瓦斯含量和瓦斯压力随之增大，煤与瓦斯突出事故日趋加重，从调整开采程序，利用开采保护层实现大面积消除突出危险性，开展突出危险区域预测，从确定无突出危险区域和开展顺煤层钻孔，强化预抽瓦斯大面积消除煤层突出危险性等方面论述了高效防治煤与瓦斯突出技术。     

顺煤层定向长钻孔水力压裂煤层增透技术及试验研究

为了提高顺煤层钻孔瓦斯抽采效果,在分析井下煤层水力压裂技术发展现状及其增透机理的基础上,结合定向长钻孔施工技术与煤层水力压裂增透强化抽采技术,提出了顺煤层定向长钻孔裸孔坐封、水力压裂增透技术工艺。鉴于赵固二矿二1煤层中等偏硬、厚度大、瓦斯含量高等特征,选择该矿井二1煤层进行长钻孔整体压裂试验。结果表明:采用煤层长钻孔孔内封隔器裸孔坐封方式能够满足赵固二矿水力压裂煤层段密封需要;注水压裂过程压力上升平稳,泵压和流量达到设计要求;工具串回收过程无塌孔和卡阻现象,顺层长钻孔孔内封隔器裸孔坐封和压裂工艺达到预期目标;整体水力压裂影响半径最大达到38 m(单侧),压裂钻孔百米钻孔瓦斯抽采量比常规顺层钻孔有了较大提升。