沙区矿保护层卸压瓦斯抽采技术研究

为防治沙区矿近距离煤层群瓦斯,研究了保护层卸压瓦斯运移规律,根据卸压瓦斯赋存特点,设计了保护层卸压瓦斯综合抽采技术:通过保护层本煤层钻孔抽采本煤层卸压瓦斯;通过顶板高位钻场钻孔抽采顶板裂隙富集瓦斯;通过沿空留巷墙体埋管抽采下煤层群卸压瓦斯。监测结果表明:被保护层煤层经卸压开采后,瓦斯抽采效果明显改善;保护层回风巷瓦斯浓度由0.58%降低至0.40%;经有效管理,沿空留巷埋管瓦斯抽采效果得到好转;保护层工作面瓦斯抽采纯量稳步提高,平均瓦斯抽采量为19.44 m~3/min,瓦斯抽采效果良好。     

近距离煤层群高瓦斯工作面瓦斯立体抽放模型的建立和应用

针对近距离煤层群高瓦斯工作面的地质和开采条件,建立了高瓦斯工作面巷道掘进期间和工作面推采期间的瓦斯立体抽放巷模型。巷道掘进期间采用预掘内错底板低位巷或内错顶板高位巷并布置穿层钻孔或布置随掘进的瓦斯抽放钻场进行瓦斯的立体抽放;工作面推采期间采用内错顶板高位巷穿层钻孔和工作面巷道顺层钻孔预抽瓦斯的立体抽放技术。以瓦斯立体抽放模型为基础,结合矿井实际地质条件、矿井巷道围岩与开采环境条件和技术工艺条件,进行了瓦斯立体抽放的实地实验和应用,确定瓦斯抽放巷的垂距和内错距离为15 m、高位巷钻场间距100 m、顺层钻孔间距2 m等参数;并进行了保护层瓦斯的预抽。通过瓦斯立体抽放实现了巷道掘进与工作面开采的瓦斯抽放要求,既控制了本煤层工作面的瓦斯浓度,实现了安全开采,又释放了上部煤层的瓦斯。     

下保护层工作面高位钻孔抽采瓦斯技术研究

蛇形山煤矿开采的所有煤层均有严重的突出危险性,在采用开采下保护层和底板瓦斯巷预抽保护层煤层瓦斯等区域防突措施的过程中,因受采动影响邻近层瓦斯大量解吸,沿采动裂隙涌入保护层工作面,高浓度瓦斯经常造成保护层工作面回风流瓦斯超限,严重制约矿井的安全生产。针对该矿风巷尾巷采空区埋管抽放瓦斯和工作面风巷下部掘补充风巷等措施的不足,省内首次进行工作面(2341)风巷走向高位钻孔抽采邻近层瓦斯试验,研究表明,高位钻孔抽采邻近层瓦斯,能彻底解决在风巷建气室抽放和回风流瓦斯超限等问题,日抽采综合利用瓦斯1500 m3以上,回风巷瓦斯浓度下降幅度达50%,在经济效益、社会效益和安全效益上取得显著效果,可供类似条件的矿井参考。     

近距离保护层开采工作面瓦斯治理技术

对乌兰煤矿保护层开采5767工作面的瓦斯涌出规律进行了研究,针对7号煤层和其下部的8号煤层情况,采用顺层、回风巷大倾角钻孔抽采、地面钻井卸压抽采、采空区埋管抽采和穿层钻孔抽采的立体式瓦斯综合治理方法,并对治理效果进行了考察。结果表明:通过采取立体分源瓦斯治理措施,5767工作面回采时瓦斯浓度超限问题得到了有效解决,工作面风量由之前的1 700m3/min降至700 m3/min,回风流中瓦斯体积分数为0.32%～0.60%,保证了工作面的安全回采。     

远距离下保护层底板穿层钻孔卸压瓦斯抽采研究

以桑树坪煤矿远距离下保护层11~#煤层开采保护主采3#煤层为研究对象,利用底板巷布置上向穿层网格式钻孔抽采被保护层卸压瓦斯,研究得出将3314底板瓦斯抽放巷布置在3#煤层底部法距15 m处较为合理。实际抽采数据表明,在远距离下保护层开采期间,采动影响能够有效卸压,提高被保护层的透气性,底抽巷预抽区域瓦斯预抽率约为65.6%。从卸压瓦斯抽采效果分析,11#煤层回采后保护层工作面前方10 m至保护层工作面后方60 m范围内对应的上覆3#煤层区域为最佳卸压瓦斯抽采区域。     

顾桥煤矿保护层工作面瓦斯立体抽采技术研究

根据顾桥煤矿1116(1)工作面下保护层开采技术条件,分析了保护层开采过程中临近煤岩体的变形规律和卸压瓦斯的运移规律,提出本煤层回采期间采用地面钻井、底抽巷、顶板走向钻孔等立体抽采卸压瓦斯方案,1116(1)工作面保护层开采期间立体抽采,瓦斯抽采量38.08m3/min,抽采纯量达5.7514×106m3,工作面瓦斯抽采率78.4%,最高月产达0.357Mt,上隅角瓦斯浓度始终保持在0.6%以下,实现煤与瓦斯安全高效共采。     

煤层群开采综放面回风隅角瓦斯防治技术研究

为了解决煤层群开采期间综放工作面上隅角和回风巷瓦斯体积分数偏高的问题,以乌苏某煤矿B_51202工作面为研究对象,确定了工作面瓦斯涌出量及抽采规模,对抽采方法的选择进行探讨研究。现场实践证明,煤层群开采时,采空区埋管与走向顶板长钻孔相结合的瓦斯抽采措施,能够解决B_51202综放工作面回风隅角和回风巷瓦斯体积分数偏高的问题。     

综采工作面上邻近层采动卸压瓦斯综合抽采技术研究

南庄煤矿15~#煤层8830综采工作面上邻近层13~#、14~#煤层以及K_2、K_3石灰岩瓦斯含量高,在工作面开采过程中上邻近层瓦斯会大量涌出到工作面,严重影响着工作面的安全生产。南庄煤矿通过抽放上层12~#煤层采空区作为开采15~#煤层8830工作面的高抽系统控制高位瓦斯,利用本工作面回风巷低位钻孔、回风巷管路向采空区留管抽放作为辅助抽放,瓦斯综合抽放效果显著,有效解决了回采期间的瓦斯问题,从而保证了8830工作面安全生产的目的,对具有相似条件的煤矿综采工作面的瓦斯抽采具有参考价值。     

常村矿S3-9工作面高位抽采钻孔技术研究与应用

以潞安环能股份公司常村煤矿S3-9综放工作面为研究对象,针对高瓦斯工作面高强度开采条件下瓦斯经常超限的问题,采用理论分析和现场观测的方法确定裂隙带高度和高位抽采钻孔设计参数,并进行现场效果检测,结果表明:该工作面采空区冒落带高度为21.3 m,裂隙带范围为21.3~41.2 m;确定回风巷高位钻孔终孔位置为:水平方向距回风巷里帮30.8~38.1 m,垂直方向距煤层顶板19.8~39.6 m;可提高回风巷高位钻孔的抽采负压,并适当扩大钻孔直径,以增加钻孔抽采瓦斯量。     

保护层工作面瓦斯综合治理技术

为了解决张集煤矿1122（1）保护层工作面开采时被保护层的大量卸压瓦斯涌入,造成保护层工作面开采过程中回风瓦斯浓度较大的问题,采用顺层钻孔抽采技术,上隅角埋管、插管抽采技术,尾抽巷、高抽巷、底抽巷抽采技术等综合瓦斯治理技术对其进行了治理。结果表明：采用上述瓦斯综合治理技术后,工作面瓦斯抽采率达到87.8%,有效地解决了保护层工作面回采期间的瓦斯问题。     

邻近层采动影响区瓦斯预抽钻孔优化布置及效果评价

针对高瓦斯矿井近距离煤层受邻近层采动影响下瓦斯抽采钻孔优化调整问题，通过引入保护层开采采动卸压效应与瓦斯越流理论，论证了邻近层采动卸压瓦斯越流效应以及I011501综放工作面受邻近层采动卸压瓦斯排放效果，并提出了预抽钻孔优化布置方案。通过工程实践及效果评价，研究结果表明，在增大钻孔布置间距、降低钻孔施工工程量的情况下，I011501综放工作面采前预抽效果仍满足相关规定要求，6.9 m瓦斯抽放半径能够满足M15煤层综放工作面瓦斯抽采需要。     

综放工作面瓦斯来源分析和抽采技术探讨

根据矿井瓦斯涌出量预测方法对下霍矿2307综放面瓦斯来源进行了分析，采用数值模拟研究的方法对煤层瓦斯抽采半径进行了考察，确定瓦斯抽采方案，并进行后期效果考察。研究结果表明，2307工作面瓦斯来源于本煤层和邻近层，抽采钻孔间距3 m比较合适，采取顺层钻孔预抽本煤层瓦斯、高位钻孔抽采采空区瓦斯的综合措施后，工作面回风隅角、回风巷瓦斯浓度均低于1%，取得较好安全经济效益。     

矿井复杂地质构造区域瓦斯综合治理技术实践研究

针对晋华宫煤矿8101综采工作面在回采过程中煤层极具变化、瓦斯赋存不稳定的情况,提出以本煤层钻孔抽放、高位裂隙钻孔抽放、低位钻孔抽放相结合的瓦斯综合治理技术,钻孔区域预抽后,工作面平均风排瓦斯量为5.24m3/min,平均抽采瓦斯总量为8.64m3/min,回风巷的瓦斯浓度控制在0.08%～0.32%之间,平均瓦斯浓度为0.19%,工作面游离瓦斯得到了有效的控制。     

大倾角突出煤层群高位巷与高位钻孔瓦斯抽采技术研究

基于大倾角突出煤层群顶板岩层瓦斯抽采困难问题和保护层工作面回风隅角瓦斯超限问题,以湖南省蛇形山煤矿2344工作面为例,根据矿山压力及其控制理论,确定了保护层工作面顶板"三带"的合理高度,初步试验了大倾角突出煤层群岩层高位巷与高位钻孔瓦斯抽采技术。揭示了保护层工作面顶板岩层中采用高位巷与高位钻孔瓦斯抽采技术的区别,其中高位钻孔抽采的瓦斯浓度可达99. 9%,高位钻孔优于高位巷,同时,在工作面顶板岩层中采用钻场钻孔的布置方式,不影响保护层工作面的正常生产,改变了大倾角煤层群保护层工作面瓦斯在本煤层抽采的模式。     

高瓦斯突出矿井卸压开采瓦斯综合治理实践

朱集东煤矿为“三高一深”（高地压、高瓦斯强突出、高地温、千米埋深）矿井,采掘工作面煤与瓦斯突出危险性极大,开采此类煤层最经济有效的办法是开采保护层。为抽采保护层11-2煤层开采过程中本煤层及邻近层大量卸压瓦斯,采用分源法计算瓦斯涌出量,结合工程类比取大值。根据瓦斯涌出量预测结果,选用Y型通风方式,辅以顺层钻孔、地面钻井、顶板巷大直径筛管平钻孔、留巷埋管及穿层钻孔等抽采方式,使工作面回采期间瓦斯抽采率达到84.8%,实现了深井高瓦斯工作面煤与瓦斯安全高效共采。     

特厚煤层综放工作面瓦斯抽采技术

崔家沟煤矿2303综放工作面存在抽采难度大、瓦斯涌出量大的问题,为此进行了特厚煤层综放工作面瓦斯抽采技术实践。分析综放工作面瓦斯赋存情况,首先采用分源预测法对2303工作面进行瓦斯涌出量预测,然后采取本煤层钻场扇形钻孔预抽、上隅角采空区埋管抽采、回风巷钻场高位钻孔抽采及顶板高位大直径定向长钻孔相结合的方法进行了瓦斯抽采。实践结果表明,采用分源预测法不仅预测了瓦斯涌出量,也可以掌握瓦斯的涌出来源;该方法对瓦斯抽采效果较好,抽采率满足要求,从而在一定程度上保证了工作面安全高效生产,可以为本矿其他综放工作面及同类高瓦斯矿井特厚煤层瓦斯抽采技术提供参考依据。     

两近三软煤层群卸压瓦斯抽采技术研究

为提高高原山区两近三软煤层群瓦斯抽采效果,以小窑沟煤矿1805工作面为研究对象,采用分源预测法预测工作面瓦斯涌出量,并针对不同的瓦斯源确定有效的抽采方法,基于卸压瓦斯抽采理论和煤层瓦斯分源治理思想,提出了两近三软煤层群多邻近层采前、采中、采后预抽和卸压抽采相结合的综合瓦斯抽采方法。结果表明:两近三软煤层群上保护层开采时被保护层卸压瓦斯以自然排放为主,采空区瓦斯是保护层工作面瓦斯抽采的重点,采取综合瓦斯抽采措施后,回采过程中保护层工作面回风巷及上隅角瓦斯体积分数由1.7%降到0.5%~0.6%,瓦斯抽采量达到90.05万m3,抽采率由39.5%提高到63.59%,C8煤层开采后C9煤层瓦斯压力由0.95 MPa降到0.18 MPa,瓦斯含量由12.51 m3/t降到2.91 m3/t,保护范围内C9煤层突出危险性被消除。     

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。     

近距离突出煤层群上保护层开采瓦斯治理技术

结合青东煤矿上保护层开采条件,采用FLAC3D软件模拟了上保护层开采底板卸压规律。研究结果表明:被保护煤层卸压瓦斯涌出率为30.0%～36.5%;上保护层开采后被保护煤层原始地应力由10.5～10.8 MPa降低为1.0～1.5 MPa;被保护煤层初始卸压位置为工作面回采至40～50m。根据研究结果制定了顶板岩巷穿层钻孔、顺层预抽、顶板高抽巷、上隅角埋管及上保护层回风巷下向穿层增裂钻孔的立体瓦斯治理技术。工程应用表明,卸压瓦斯占工作面瓦斯涌出总量的86.8%,被保护煤层瓦斯涌出率为30.4%,被保护煤层初始卸压位置为工作面回采至40 m位置。     

采煤工作面煤与瓦斯动力灾害防治技术研究

针对戊9-20180工作面具有突出危险性但不具备开采保护层条件、地质条件复杂的问题,在掘进期间至回采前,采取了在进、回风巷内对采面圈定煤体经过水力压裂增透后沿戊,煤层施工本煤层抽放钻孔进行采前预抽的措施.结果表明,经过钻孔抽放瓦斯后,钻孔控制范围内的煤层残余瓦斯含量降到了8 m3/t以下,控制了煤与瓦斯突出灾害的发生.