高瓦斯低透气性松软煤层瓦斯抽采钻孔施工工艺

在高瓦斯低透气性松软煤层中施工钻孔极易出现喷孔、塌孔、顶钻、夹钻等现象,导致钻孔成孔率低、成孔深度浅。通过对钻孔施工工艺、防喷装置等方面的研究改进,摸索出一套行之有效的抽采钻孔施工办法,有效解决了漳村煤矿高瓦斯低透气性松软煤层抽采钻孔的施工难题。     

低透气性煤层群高瓦斯采煤工作面强化抽采卸压瓦斯机理及试验

针对低透气性高瓦斯煤层群首采卸压层瓦斯涌出量大、瓦斯治理困难的现实条件,在模型试验和理论研究的基础上,揭示出煤层群首采关键卸压层开采后采动影响区内顶、底板岩层裂隙的动态演化规律和卸压瓦斯运移规律,发现采空区侧存在“竖向裂隙发育区”,弯曲下沉带和底板膨胀变形带内煤体发生膨胀变形,煤层的透气性显著增加。2371(1)工作面煤气共采实践表明,工作面最大绝对瓦斯涌出量70.46 m3/min,平均56.71 m3/min,瓦斯抽采率达85.2%,其中抽采的高浓度瓦斯比例为67.25%,抽采的低浓度瓦斯比例为32.75%,保证工作面的安全回采,实现了煤与瓦斯安全高效开采。     

单一低透气性煤层顶分层采面卸压抽采技术研究

 摘 要：受工作面回采影响,通常在工作面前方10 m范围内形成卸压带,在此区域内煤体渗透性和孔隙率进一步增加,这些客观因素在一定程度上间接为瓦斯抽采提供了便利条件。本文以鹤壁中泰矿业31021综采工作面为例,研究了采动影响下卸压瓦斯抽采作用,以及通过对工作面瓦斯抽采数据分析,研究了单一低透气性煤层综采工作面卸压瓦斯的抽采效果。     

顶板千米定向钻孔在高瓦斯煤层群瓦斯抽采中的应用

针对低透气高瓦斯近距离煤层群开采邻近煤岩层大量卸压瓦斯涌入工作面的问题,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,分析了工作面顶板裂隙与卸压煤层瓦斯富集的关系,模拟了工作面顶板采动裂隙分布与演化规律|提出了顶板千米定向钻孔抽采采空区上部集聚卸压瓦斯的技术方案|并结合现场14301工作面的实际条件,确定了顶板千米定向钻孔布置的技术参数。现场应用表明：在顶板千米钻场抽采瓦斯观测期间内,瓦斯抽采浓度始终保持在25%以上,最高达到80%,瓦斯抽采纯量在2.0～3.0m/min之间,并且有效抽采浓度的持续时间长,取得了良好的瓦斯抽采效果。     

单一低透气性高瓦斯煤层走向高位裂隙带钻孔瓦斯抽采效果分析

高位裂隙带钻孔瓦斯抽采现已在全国普遍应用,准确划分上覆岩层中裂隙带的分布范围,能够确保高位钻孔瓦斯抽采效果。以余吾煤矿N2202综采放顶煤工作面为例,通过理论计算、数值模拟和现场考察,综合划分裂隙带的分布范围,进而确定终孔高度,为优化走向高位裂隙钻孔参数提供依据,达到优化抽采工艺,提高瓦斯抽采效果,改善工作面安全生产状况。     

鸡西矿区低透煤层的煤层气抽采技术

鸡西矿区煤炭开采过程中瓦斯涌出量大，煤层渗透率低，严重威胁矿井的正常生产。目前矿区为治理瓦斯，加大煤层气抽采，采用低透气性煤层的高位巷道抽采、高位钻场近水平钻孔、煤层钻场仰角钻孔抽采、顶板大直径水平钻孔等抽采方法，取得了良好的抽采效果。     

低透气性煤层底板岩巷穿层钻孔瓦斯抽采技术

为了加大高瓦斯矿井瓦斯治理效果,保证煤巷安全掘进,实现抽掘采平衡,在没有合适条件保护层的情况下,优先采用煤层底板岩巷穿层钻孔预抽瓦斯。赵庄矿1307掘进工作面采用这一方法进行瓦斯预抽,原煤瓦斯含量降低至5.2～7.78m3/t,抽采效果优于顺层钻孔,确保了矿井安全生产。     

高瓦斯低透气性煤层巷道综掘技术

介绍了祁南煤矿高瓦斯低透气性煤层巷道，通过采取一系列的瓦斯综合治理措施和综掘组织措施，解决了瓦斯涌出量大与综掘进尺快的矛盾，实现了综掘在高瓦斯低透气煤层的快速掘进，保证了综采工作面的正常接替，取得了较好的安全技术经济效益。     

单一低透气性厚煤层双排钻孔抽采技术研究

 针对单一低透气性突出厚煤层,在不采用卸压增透措施的条件下,对抽采钻孔布置进行优化,施工双排钻孔抽采,提高抽采效率;并利用数值模拟的方法分析单双排孔孔周瓦斯压力的分布情况,通过单双排孔瓦斯抽采量数据对比,阐述了双排孔抽采的有效性和可行性,为实现工作面正常接替节约了时间,保证了安全生产。     

低透气性煤层瓦斯抽采技术

伴随着我国煤矿开采深度和难度的不断加大,开采中由于瓦斯突出造成的危害也在进一步加深,尤其是在一些低透气性煤层中,这种瓦斯危害会更为明显,因此提高瓦斯的抽采效果变得十分迫切和必要。文章介绍了几种常用的低透气性煤层瓦斯抽采技术,然后结合工程案例详细阐述了瓦斯抽采技术在低透气性煤层中的应用。     

Numerical simulation and experiment analysis of improving permeability by deep-hole presplitting explosion in high gassy and low permeability coal seam

Created a new damage model for explosive for LS-DYNA3D, taking advantage of the Taylor method aimed at the high gassy and low permeability coal seam, and numerically simulated and analyzed the deep-hole presplitting explosion. The entire process of explosion was represented, including cracks caused by dynamic pressure, transmission and vibration superposition of stress waves, as well as cracks growth driven by gas generated by explosion. The influence of the cracks generated in the process of explosion and the performance of improving permeability caused by the difference of interval between explosive holes were analyzed. A reasonable interval between explosive holes of deep-hole presplitting explosions in high gassy and low permeability coal seams was proposed, and the resolution of gas drainage in high gassy and low permeability coal seam was put forward. Supported by the National Science Foundation of China (50534090, 2007BAK28B01, 2007BAK29B06); the Science Foundation of Anhui Province (050440403); Creative Team Plan for High School of Anhui (2006KJ005TD)     

煤与瓦斯共采技术的研究现状及其应用发展

为了解地面直井水力压裂增透技术对阳泉矿区复杂构造带低渗透高瓦斯突出煤层的改造增透效果,在研究区断层附近布置了9口煤层气井,采用地面直井水力压裂技术对3^#、8^#和15^#主采煤层进行压裂增透改造。结果表明：经地面直井水力压裂增透技术改造后,位于向斜构造控制的封闭性逆断层构造带和冲刷带附近的煤层气井能够取得较高产气量,开发效果较好,压裂改造形成的高渗区与断层附近形成的高渗区相互沟通,显著提高了煤层气井有效瓦斯抽采范围和抽采效果,降低了采掘巷道的突出危险性。

     

低渗透煤层钻孔与水力割缝瓦斯排放的实验研究

介绍了特大煤样采用水力割缝提高瓦斯渗透率的实验研究。实验表明,割缝能提高瓦斯的排放量;当埋深400m时,割缝较钻孔的瓦斯排放量提高25％;相同埋深的煤层,割缝后,初期瓦斯排放速度急增,为钻孔的2．0－2．5倍。     

高瓦斯低透气性薄煤层地面瓦斯抽采井设计及优化

地面井瓦斯抽采技术是解决薄煤层煤与瓦斯安全高效共采的主要途径。针对铁法矿区小青矿高瓦斯低透气性刨煤机工作面,通过工程实践和理论分析,确定出了地面井抽采瓦斯技术参数;利用CFD(Computational Fluid Dynamics计算流体力学)模拟,得出了薄煤层长壁工作面地面井抽采瓦斯过程中瓦斯流动规律,并通过地面井(群)位置的优化,提出了地面井布置原则。该项技术的开发,为我国高瓦斯低透气性薄煤层煤与瓦斯安全高效共采提供了新的模式。     

宏发煤矿低渗透性煤层CO2致裂增透技术试验研究

为了研究CO_2致裂增透技术对贵州低渗透煤层瓦斯抽采的影响,以贵州宏发煤矿1903工作面回风巷为研究对象,进行CO_2致裂增透试验研究。研究表明:煤层致裂后,其透气性系数平均为原始煤层的3.05倍,煤层的透气性显著提高;煤层瓦斯平均抽采浓度增大了4.19倍,平均抽采纯量为原始煤层的3.99倍;在钻孔瓦斯抽采率方面,单孔的瓦斯抽采效果提高了2.58~3.92倍;钻孔工作量降低了4倍,抽采达标时间缩短了55d,瓦斯涌出量降低了40%,煤层瓦斯抽采效益显著。CO_2致裂增透技术为解决贵州矿区低透煤层的瓦斯抽采技术难题提供了参考和借鉴。     

低渗透性煤层群卸压开采地面钻井抽采瓦斯技术

基于淮南矿区高瓦斯低渗透性煤层群赋存条件,通过试验模型分析了卸压开采后的覆岩移动破坏、卸压煤层移动变形、采动裂隙垂向分带和卸压煤层应力分带特征,得出了首采层采空侧顶板至上覆卸压煤层顶板中存在环形裂隙区、竖向裂隙区、远程卸压煤层裂隙区,根据采动裂隙区发育特征,提出了卸压瓦斯抽采地面钻井的部署方法。在顾桥矿1117(1)工作面切眼外侧、风巷内侧和工作面前方分别布置有“”、“│”型和“L”型地面钻井,实现了长时间、大范围、较高的卸压瓦斯抽采率。总结了地面钻井位置、钻井型式、钻井稳定性与卸压瓦斯抽采效果之间的关系。     

高瓦斯低透气性煤层深孔预裂爆破增透数值模拟

针对高瓦斯低透气性煤层,采用Taylor方法建立了一个新的LS-DYNA3D爆破损伤模型,对深孔预裂爆破进行了数值模拟研究,再现了爆破过程中,动压冲击震裂、应力波传播与叠加以及爆生气体驱动裂纹扩展的整个过程,分析了爆破孔间距对爆生裂纹和爆破增透效果的影响,提出了高瓦斯低透气性煤层深孔预裂爆破的合理间距为5~6 m,为高瓦斯低透气性煤层的瓦斯抽放提出了解决方案.     

高瓦斯厚煤层覆岩裂隙瓦斯分布规律及抽放研究

为了研究某煤矿厚煤层综放面开采覆岩裂隙演化和瓦斯运移规律,用理论分析和现场工程实践相结合的方法,在某矿进行了煤与瓦斯共采试验。研究得出,经过几次周期来压后,采空区的中部裂隙被压实,形成了通裂隙发育的“O”形圈;经过瓦斯抽采效果分析得出,在距离顶板大约40 m位置处、水平距回风巷33~43 m位置处,是布置抽采钻孔最合适的区域;采用顶板裂隙带钻孔+瓦斯尾巷抽采技术,可有效解决工作面回风巷上隅角瓦斯超限的问题。研究为实现煤与瓦斯共采提供了一定的技术支持。     

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。     

低透气性煤层脉动注水增透机理研究及数值分析

为了有效提高低透气性煤层渗透率,提出脉动注水增透技术,从微观机理上对脉动注水原理和疲劳裂纹起裂扩展过程进行了研究。在充分考虑有效应力以及滑动摩擦力的基础上,结合 Ⅰ-Ⅱ型裂纹断裂判据,首次计算得到考虑影响因素较全面的煤体原级裂纹起裂的临界裂隙水压计算公式;通过将分支裂纹力学模型简化为悬臂梁模型,计算得到适合分支裂纹起裂扩展的裂隙水压范围。通过FLAC3D内嵌FISH程序语言编写脉动注水函数,实现了对裂纹尖端裂隙水压变化趋势以及裂纹扩展规律的数值模拟,模拟结果表明原级裂纹起裂扩展临界裂隙水压为13.1 MPa,分支裂纹初次起裂扩展水压为12.91 MPa;裂纹扩展半径在水平方向为3.6 m,竖直方向为2.3 m。现场试验表明脉动注水压裂增透效果明显优于普通注水压裂增透效果。