水力冲孔增透技术在提高煤层瓦斯抽采效率方面的应用

为解决突出煤层低透气性导致的瓦斯抽采达标时间长的问题，以山西某矿2号煤层煤巷掘进工作面的超前瓦斯预抽为工程背景，采用水力冲孔增透技术对前方煤体瓦斯进行强化抽采。结果表明，采取水力冲孔增透技术钻孔的瓦斯抽采浓度明显高于普通钻孔，平均单孔抽采纯量均保持在普通钻孔的3倍以上；煤巷掘进期间的钻孔瓦斯解吸指标K₁值明显小于未实施水力冲孔措施的指标，水力冲孔增透技术能有效提高煤层透气性，从而大大提高煤层瓦斯抽采效率。     

观文煤矿煤与瓦斯共采中瓦斯抽采前期研究

 摘要： 以低透气性、强突出危险煤层群矿井—观文煤矿为研究对象,深入研究该矿的瓦斯抽采方案设计。抽采方案主要包括：保护层回采区域顺层钻孔预抽、邻近层卸压瓦斯、采空区瓦斯抽采、底板穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯、煤巷掘进工作面边掘边抽。     

深孔预裂爆破技术在煤巷快速掘进中的应用

针对五阳煤矿煤层透气性低、瓦斯浓度时常超限、煤巷掘进速度慢和工作面接替紧张等问题,在分析深孔预裂爆破工艺和确定爆破参数的基础上,提出了迎头深孔预裂爆破和巷帮预抽瓦斯的快速掘进技术,并结合现场进行了工业试验。结果表明:深孔预裂爆破技术提高了煤层的透气性,巷帮钻场的瓦斯抽采量为爆破前的1.3倍;降低了掘进工作面的瓦斯涌出量,实施深孔预裂爆破技术后,再没有发生瓦斯浓度超限事故;煤巷掘进月进尺达到180 m,实现了煤巷安全快速掘进。     

深孔预裂爆破在正行矿突出煤层掘进中的应用

<正>行矿15#煤层透气性差,瓦斯压力高。轨道下山II段煤巷施工钻孔过程发生喷孔、夹钻等动力现象,抽采效果不佳。在掘进工作面迎头设置爆破孔,两帮设置抽采孔进行深孔预裂爆破后,煤层透气性系数增加,瓦斯抽采浓度和纯量明显提高,消除了煤层突出危险,实现了煤巷快速安全掘进。     

一种煤层注水加固煤壁的施工方法

煤巷掘进工作面施工时由于地质构造变化,容易出现煤层片帮、掉顶、瓦斯超限等现象。利用抽采钻孔注入压力水,可有效改善煤层稳固性,并降低迎头掘进施工中的煤尘浓度。     

顺层定向长钻孔抽采工艺及应用

霍尔辛赫井田内构造发育,地质条件较为复杂,普通钻孔施工精准度不足,随着井田开拓区域往深部延伸,采掘工作面瓦斯含量日益增大,同时掘进工作面采取沿顶掘进,煤层厚度大,单排钻孔抽采半径有限,采用传统的“掘进面+耳状钻场”普通钻孔对巷道煤层抽采效果不佳,造成掘进期间工作面瓦斯浓度高。采用定向钻孔抽采工艺,通过实施顺层定向长钻孔预抽煤层瓦斯治理技术,实现了对煤巷掘进范围煤体的均匀控制,消除了瓦斯不均衡涌出隐患。实践表明,顺层长钻孔抽采技术可以有效解决复杂地质条件下厚煤层掘进工作面的瓦斯治理问题,为煤巷安全掘进提供了保障。     

底板抽采巷前探钻孔防止误揭突出煤层的应用

尚庄煤矿为煤与瓦斯突出矿井,矿井地质条件较复杂,断层、褶曲发育,开采的B4煤层属高瓦斯低透气性松软煤层,且不具备开采保护层的条件.煤巷掘进工作面采用底板穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施,在煤层底板抽采巷道掘进过程中,通过超前施工探煤钻孔,掌握掘进巷道前方煤层及地质构造情况,分析勘测验证地质资料,编制巷道剖面图,...     

预掘底板岩巷穿层钻孔卸压抽采试验研究

为提高煤层瓦斯抽采效果,提出了预掘底板岩巷穿层钻孔卸压抽采技术。通过考察底板围岩位移量、煤层透气性系数,分析了底板岩巷上覆煤岩层的卸压效果;通过考察底板穿层钻孔的单孔抽采量及抽采半径、煤巷条带的抽采效果、煤巷掘进的预测指标及炮后瓦斯浓度,分析了卸压煤层的抽采效果。实践表明,底板岩巷布置在待掘煤巷正下方8~12 m位置时穿层钻孔卸压抽采效果显著。     

基于坚硬煤层条件的顺层钻孔增透技术研究

为了解决低透气性坚硬煤层顺层钻孔抽采影响范围小、抽采效果差等问题,分析了坚硬煤层高压水射流破坏过程,采用数值模拟的方法研究了超高压水射流环形割缝卸压增透机制,研制了新型超高压水力割缝成套装置,并现场考察了坚硬煤层煤巷条带顺层钻孔超高压水力割缝应用效果。结果表明：采用超高压水力割缝后,坚硬煤层透气性提升约20倍,钻孔平均抽采瓦斯纯量提高2.0~2.5倍,抽采达标时间缩短67%以上,月掘进速度提高约50%,掘进期间无瓦斯异常现象,实现了坚硬煤层煤巷条带安全、快速掘进。     

高瓦斯矿井工作面瓦斯综合抽采技术分析

瓦斯抽采效果是保障高瓦斯工作面安全生产的前提。为了降低高瓦斯工作面前方煤体的瓦斯含量,防止采空区瓦斯涌入工作面造成瓦斯超标,本文分析了采用水力压裂增加煤层透气性,形成相互交织的瓦斯抽放通道,通过本煤层抽放钻孔提前预抽煤层瓦斯,并通过高、中位钻孔和穿透钻孔抽放采空区瓦斯的工作面瓦斯综合抽采技术。采用该技术可有效降低工作面前方煤体、采空区和上隅角的瓦斯含量,保障工作面安全回采。     

低透气性煤层回采工作面消突技术实践

为了解决低透气性煤层回采工作面采取顺层钻孔抽采后,在预计的抽采时间内未消突且在运输巷补打钻孔后抽采效果依然未达标的问题,提出了在工作面布置瓦斯治理巷,施工顺层倾斜钻孔,与原抽采钻孔形成交叉。通过在602回采工作面进行试验,发现采取瓦斯治理巷,并布置倾斜抽采钻孔技术措施后,回采工作面突出危险性预测超标率为0,割煤期间回风流瓦斯浓度由1.0%降至0.4%,实现了安全回采。证明布置瓦斯治理巷,并施工倾斜抽采钻孔的技术措施,可以有效使煤体卸压,倾斜钻孔可以有效抽采回采期间卸压瓦斯,解决回采期间回风流瓦斯超限的问题。     

煤巷快速掘进气相压裂增透技术研究及应用

针对夏店煤矿煤巷掘进工作面瓦斯涌出量高、掘进速度慢、采掘接替紧张等问题,将气相压裂增透技术引入到掘进工作面瓦斯抽采实践中,阐明了低渗煤层气相压裂增透机理,研究分析了低渗煤层气相压裂增透装备系统和气相压裂增透工艺,并在夏店煤矿掘进工作面进行了工程应用。结果表明:气相压裂增透技术具有降低巷道瓦斯涌出浓度、促进巷道瓦斯均衡涌出、提升巷帮钻场瓦斯抽采效果和加快巷道掘进速度等多重作用;实施气相压裂措施后,抽采钻孔的瓦斯浓度、混合流量和抽采纯量得到有效提高,抽采时间内瓦斯抽采纯量是未进行气相压裂的5.12倍;掘进面前方煤体的瓦斯含量及钻屑瓦斯解吸指标K₁有明显下降,其中瓦斯含量下降2 m³/t,K₁值下降0.12 mL/（g·min^0.5）左右;巷道掘进平均单日进尺从4.0 m提升至5.5 m,掘进速度提升显著,极大地缓解了工作面接替紧张问题,保障了工作面的安全高效开采。     

基于进风巷高位钻孔的上隅角瓦斯治理试验研究

针对平山矿11009工作面采空区瓦斯浓度较高及上隅角瓦斯超限问题,通过对煤层开采后覆岩"三带"分布和瓦斯流动规律的分析,结合11009工作面煤层为近水平煤层且覆岩破坏范围大的实际情况,在工作面进风巷和回风巷均设计施工了高位钻孔,并通过现场试验检验其瓦斯抽采效果。结果表明:11009工作面进风巷高位钻孔对工作面瓦斯治理有着至关重要作用,抽采浓度最大可达90%,较传统的只在回风巷施工高位钻孔抽采纯量提高了55%,有效降低了上隅角和回风流中的瓦斯浓度,增效明显。     

高瓦斯煤层高位钻孔瓦斯抽采技术试验研究

针对在高瓦斯煤层回采过程中,煤与瓦斯突出综合检测指标经常超限、瓦斯抽采率低等问题,提出了在风巷施工高位钻孔的瓦斯抽采技术,阐述了瓦斯抽采技术的工艺流程和钻孔的布置参数。研究表明:在高瓦斯煤层回采过程中采用高位钻孔的抽采措施,可有效地解决瓦斯抽采率低的问题,降低了回风流中的瓦斯体积分数,提高了瓦斯抽采量和抽采率,减少了向工作面的瓦斯涌出量,保证了工作面的安全回采。     

突出煤层回采工作面综合消突技术实践

为了快速消除回采工作面区域煤体的突出危险性,同时降低巷道掘进期间回风流中的瓦斯浓度,提出了交叉钻孔与网格钻孔相结合的综合抽采技术措施。在九里山矿16021回采工作面的试验结果表明：在采取综合技术措施后,16021回采工作面突出危险性预测超标率为零,16021运输巷回风流瓦斯体积分数由未实施综合技术措施前的0．8％降至0．4％,与本煤层顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯相比,抽采消突时间能够降低1／3以上,可见交叉钻孔与网格钻孔相结合的综合抽采技术措施是可行的。     

低透气性突出煤层煤巷“三带”的研究与应用

针对车集煤矿2309工作面煤层瓦斯含量较高、煤层透气性较差等问题,采用Origin数值分析,对2309工作面切眼两侧顺层钻孔内瓦斯浓度变化规律及2309工作面切眼两侧卸压带宽度进行了研究。研究得出:2309工作面切眼卸压带内宽度自巷道左帮开始为0~12.7 m,应力集中带位于12.2~16.7 m,原始应力区为大于16.7 m。因此,2309工作面向前掘进时进尺不大于12.7 m,且对本煤层施工的顺层钻孔封孔长度不小于12.7 m,才能够有效保证钻孔的抽采效果;同时根据钻孔瓦斯浓度衰减规律,要求顺层钻孔在封孔结束后30 d内必须保证抽采负压,确保钻孔的抽采效果。研究为矿井的瓦斯抽采和巷道掘进速度提供技术支撑,有效保证了突出煤层瓦斯防治的治理水平。     

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。     

断层揭煤综合防突技术

龙山煤矿11011工作面断层发育,构造复杂,具有突出危险性。为满足胶带运输巷过断层揭煤防突工程需要,在底板岩巷布置8排穿层钻孔进行瓦斯预抽,5个月后抽放率32.7%,残余瓦斯压力0.5 MPa。胶带运输巷掘进过程中采取了加强前探并进行准确、有效的揭煤前区域验证,根据需要揭煤前施工2排穿层排放钻孔,保证揭煤超前距10 m,采用远距离放炮等安全防护措施,安全、顺利地揭开落差8 m的煤巷断层。     

CO2气相压裂增透技术在王庄煤矿的应用

针对王庄煤矿540回风大巷一掘进面煤层透气性较差、煤层瓦斯难以抽放的特点,采用CO2高能气体预裂增透技术对该工作面进行了CO2气相压裂增透技术试验。试验结果表明,预裂后防突指标快速下降,工作面响煤炮现象明显减少,工作面割煤循环时间缩短,抽采效果显著提高,抽采效率提高了1倍,单孔平均抽采纯量提高2.4倍,单孔最大抽采纯量提高5.8倍,抽采达标时间明显缩减。     

沿空留巷顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯技术

《防治煤与瓦斯突出规定》要求"区域措施先行,局部措施补充",由于焦作矿区不具备解放层开采条件,地面抽采效果差,只能采取井下区域预抽的区域防突措施,但由于开拓滞后、接替紧张,区域预抽时间严重不足。为了解决采掘和抽采的矛盾,九里山矿在16021工作面试验了高水速凝材料巷旁充填沿空留巷技术,从而延长了区段预抽时间,提高了抽采效果,被掩护掘进面16041运输巷掘进过程中采用顺层钻孔预抽煤巷条带区域措施、水力掏槽局部防突技术,加快了掘进进度,降低了效检超指标率,减少了瓦斯超限次数。