煤层瓦斯含量法确定保护层开采消突范围的技术及应用

如何科学、快速、准确地确定保护层开采消突范围一直是矿井安全开采技术难题之一。针对目前保护层开采消突范围各判别准则理论上的非一致性和生产实践中的局限性,笔者结合淮南矿区潘三煤矿保护层工作面开采的工程实践,提出了利用煤层瓦斯含量来确定保护层消突范围的技术方法。通过快速准确现场测定在保护层开采前后被保护煤层的瓦斯含量,基于被保护煤层煤与瓦斯突出的临界瓦斯含量值,科学地确定其消突范围。该技术对保护层开采消突范围的合理性确定,科学地设计布置瓦斯抽采钻孔位置,最大限度地利用保护层开采进行区域性防突,保证矿井的安全高效开采具有重要意义。     

基于分层开采和预抽技术的厚煤层群开采消突保护范围的确定

鹤岗示范矿区南山煤矿为煤与瓦斯突出、易自燃厚煤层群开采的典型矿井,现主要开采15号和18号煤层,其上、下均无可选择的保护层开采条件。基于分层开采技术,首先对南山煤矿15号煤层进行安全开采,然后将其作为18号煤层的保护层,使18号煤层得到保护和消除突出危险。对18号煤层的保护范围进行了确定,并对15号煤层开采后保护范围的消突效果进行了检验,可为安全开采南山煤矿18号煤层提供理论依据。     

上保护层工作面开采设计浅析

文章对任楼煤矿Ⅱ1采区上保护层开采可行性进行了分析,阐述了保护层工作面保护范围的确定方法和被保护层卸压瓦斯抽采方案,确定了保护层工作面的平面位置.对保护效果、保护范围的考察方案,消突验证亦进行了说明.     

突出煤层群开采层序论证及三区联动瓦斯抽采技术

针对福泉煤矿山区低透气性突出煤层群开采瓦斯治理难度大,通过煤与瓦斯赋存情况、保护层保护范围及保护层开采技术条件综合论证煤层群开采层序,基于开采保护层为出发点,研究了"开拓区、准备区、回采区"三区联动瓦斯抽采技术体系:底抽巷超前抽采和保护层开采卸压联动瓦斯抽采、本煤层和邻近层卸压联动定向长距离钻孔抽采、一巷三用三维立体瓦斯抽采等技术,实现矿区瓦斯三区联动抽采,促进矿井年抽采量逐年提升,从时间和空间上提前解决了福泉煤矿突出防治及瓦斯涌出治理问题,促成了该矿抽、掘、采合理部署的良性循环。     

邻近层瓦斯越流规律及其卸压保护范围

以某煤矿上保护层开采为工程实例,基于保护层开采的煤层瓦斯越流理论,通过引入低渗透煤体渗透率与孔隙率的动态变化模型,建立了低渗透煤岩与瓦斯固-气动态耦合的瓦斯越流模型;针对上保护层开采的定解问题,进行了上保护层开采煤层瓦斯越流模型的数值计算,获取了保护层开采后邻近被保护层瓦斯压力分布规律;结合保护层开采保护范围的极限瓦斯压力判别准则,划定了上保护层开采的卸压保护范围。研究结果表明,该方法所划定的理论保护范围与现场考察结果基本一致,且理论结果相对于现场考察结果偏于安全。     

俯伪斜下保护层开采保护范围的现场考察分析

开采保护层是在突出矿井开采煤层群时的重要的安全措施,考察保护范围对安全生产起着指导作用。为了划定俯伪斜下保护层开采急倾斜煤层群保护范围,对某煤矿下保护层6#煤层工作面3601对应的被保护层4#煤层布置压力孔和流量孔进行了现场观察。分析表明:保护层开采导致被保护层瓦斯压力呈现"四带"分布以及瓦斯流量呈现"M"状态分布;在压力变化的基础上,划分出下保护层倾向下山方向的卸压保护角为86°;在综合压力变化和流量变化基础上,划分出下保护层沿走向的卸压保护角范围为45°～72.47°。     

近水平层滑构造高侧压系数对防突卸压角的影响研究北大核心

为确定近水平层滑构造高侧压系数对上保护层开采保护范围的影响,以韩城矿区下峪口煤矿为工程背景,分析了不同侧压系数对被保护层垂直应力演化、弹性能分布的影响,理论分析得出保护层开采后在煤层走向上产生高地应力梯度,进而减小防突卸压保护角;采用数值模拟方法得出保护层开采条件下煤层走向防突卸压角随侧压系数增大而减小,工作面倾斜上、下方的防突卸压角基本不受侧压系数影响的规律。该研究可为矿井被保护层工作面布置及瓦斯治理提供符合矿井实际的科学依据,并对相似矿井保护层开采范围的确定具有借鉴意义。     

保护层开采治理瓦斯技术在金岭煤矿的应用

根据保护层开采理论,在金岭煤矿对一7极薄煤层进行了保护层开采,并采取瓦斯抽放技术综合治理二.煤层瓦斯.说明了保护层开采的保护范围,详述了瓦斯抽放方法及抽采效果,并对保护层开采前后二1煤层采掘工作面的瓦斯情况进行了比较分析,提出了保护层开采应注意的问题.实践证明:利用保护层开采结合瓦斯抽采技术进行区域治理矿井瓦斯是行之有效的办法.     

突出煤层群保护层选择及开采程序优化

贵州织纳矿区属突出煤层群开采,开采程序不合理是制约该矿区区域瓦斯高效治理的核心问题。肥田煤矿是矿区典型的突出煤层群开采矿井,选择6号煤层作为保护层,采用下行式开采程序。但是矿井建设过程中6号煤层瓦斯灾害严重,煤巷掘进进度缓慢,采掘接替紧张。针对肥田煤矿突出煤层群瓦斯灾害存在问题,从宏观区域瓦斯治理理念出发,提出“组间上行、下煤组下行、上煤组上行”的开采程序,确定矿井突出煤层群开采的保护层,并对保护层开采时区域瓦斯治理及实现设计产能的可行性进行分析,为实现矿井区域瓦斯治理步入良性循环和安全高效生产奠定基础。     

保护层开采保护范围的极限瓦斯压力判别准则

针对传统的保护层开采保护范围的残余瓦斯压力判别准则在实际应用中的局限性,结合某煤矿上保护层开采工程,提出了一种新的保护层开采保护范围的极限瓦斯压力判别准则。根据煤与瓦斯突出的固气耦合失稳理论,通过引入煤体孔隙率与渗透率的动态变化模型,建立了有限变形下煤与瓦斯突出的固气动态耦合失稳模型;针对该工程实例,得到了被保护层发生煤与瓦斯突出的极限瓦斯压力值,从而建立了以极限瓦斯压力值为判定值的保护层开采保护范围的判别准则。研究结果表明,该工程的保护层开采保护范围的极限瓦斯压力判别准则的判定值为0.25 MPa,该准则反映了地应力、瓦斯压力与煤的结构对煤与瓦斯突出的综合作用。     

多煤层上邻近层采动卸压瓦斯富集规律及协同抽采技术研究

为准确掌握阳泉矿区12#煤层上邻近层采动卸压及瓦斯涌出规律,通过理论计算和模拟试验确定了低位瓦斯富集区和高位瓦斯富集区的位置,在此基础上对矿区内的南庄煤矿瓦斯抽采方案进行优化设计,通过采用卸压瓦斯强化抽采方法结合保护层卸压开采的方法,有效地缩减了卸压煤层瓦斯含量,从而降低了被保护层煤与瓦斯突出危险性。     

煤层群开采保护层厚度设计优化数值模拟研究

保护层开采是效果明显的安全措施,能够有效预防煤层群开采过程中瓦斯事故。以屯兰煤矿为工程背景,采用数值模拟分析手段,分析7号煤层作为保护层时,开采厚度分别为0.8 m和1.5 m时,被保护煤层应力、位移变化特征,以及在保护层开采过程中煤层内部应力集中程度、泄压范围和煤层膨胀变形程范围,通过多个因素综合对比分析,最终确定最佳保护层开采厚度,相关研究对邻近煤矿保护层开采具有借鉴意义。     

基于煤层瓦斯基本参数的保护层开采效果检验

大湾煤矿在开采保护层过程中,通过在被保护的煤层中布置测压钻孔,测定煤层瓦斯基本参数,对开采保护层的保护效果、保护范围和保护层开采工作面超前被保护层掘进工作面的合理距离进行了检验,达到了很好的效果,为以后开采保护层的效果检验提供了一个经济适用的方法.     

近距离上保护层开采保护范围研究

通过对数值模拟研究平煤十一矿己二采区己14-15-22090工作面保护层开采的保护范围,在走向和倾向上分别布置两组钻孔测定保护层开采后被保护层的瓦斯参数,根据测压钻孔确定被保护层在理论保护线两侧瓦斯压力分布,通过瓦斯压力确定被保护层保护范围,并结合数值模拟和现场测试,确定保护范围为沿走向的卸压角为56°,沿倾向的卸压角为71.57°,保护层开采后,被保护层的透气性增大了18.44～171.39倍.     

斯派尔煤矿上保护层防突技术及保护范围研究

为了确定斯派尔煤矿上保护层C_8煤层开采后对下被保护层C_9煤层的影响,根据工作面实际布置及开采条件进行了保护范围的确定,分析了瓦斯含量分布及残余瓦斯压力变化的规律,结果表明,C_8煤层开采后,在C_9煤层布置的8个钻孔测得的残余瓦斯压力均小于0.4 MPa,所取的4个钻孔中瓦斯含量均小于4 m~3/t,上保护层C_8煤层的开采消除了C_9煤层的突出危险性,保证下保护层开采的安全,为相似开采条件矿井提供参考依据。     

下峪口煤矿中近距离上保护层开采试验研究

针对下裕口煤矿开采2#煤层保护下伏严重突出3#煤层的技术问题,以21326工作面作为试验工作面,测试了保护层开采前后被保护3#煤层透气性系数、钻孔瓦斯自然涌出衰减系数等瓦斯参数,测定了保护范围内外瓦斯含量,验证了划定的保护范围合理性,对被保护层工作面区域防突措施进行了效果检验。研究得到:下峪口煤矿上保护层2#煤层开采最大有效保护垂距、被保护3#煤层倾斜上下方、走向方向卸压角、保护范围内的残余瓦斯含量,上保护层开采结合卸压瓦斯抽采的区域防突措施有效。     

基于双重保护层开采条件下的区域防突效果评价

双重保护层开采后,被保护层充分卸压,但中间层遗留的护巷煤柱形成应力集中,需要对被保护区域及应力集中范围的防突效果进行考察研究,为被保护层开采设计提供依据。以下峪口煤矿23306下工作面为例,采用卸压保护理论及煤柱影响带确定理论分析了被保护层的有效保护范围,在有效保护范围及煤柱应力影响区域内采用现场测试残余瓦斯含量的方式评价了区域防突效果。经测试,最大残余瓦斯含量为5.73 m³/t,小于临界值,被保护区域防突效果有效。     

远距离上保护层开采保护效果分析

以红菱煤矿西三采区上保护层开采为工程背景,通过总结保护层7煤工作面瓦斯涌出量的变化规律,结合现场实测的12煤瓦斯压力,对远距离条件下上保护层开采的保护垂距进行了考察.结果表明:被保护层12煤虽处于理论计算的最大保护垂距范围外,但仍能得到一定程度的卸压,部分卸压瓦斯可通过采动产生的层间裂隙上浮运移至保护层工作面.这为红菱煤矿远距离条件下上保护层开采的可行性提供了数据支持.     

特厚煤层群保护层开采与瓦斯预抽采防突技术的实践

通过鹤岗矿区南山煤矿抽采瓦斯示范性研究,获得了煤与瓦斯突出、厚煤层群无保护层开采条件下的保护层开采与瓦斯预抽防突的适用技术。该项技术不仅适用于该煤层赋存条件与开采条件下的鹤岗矿区高突矿井,对类似开采条件的其它高突矿井,也具有一定适用性和参考价值。     

煤与瓦斯突出厚煤层群保护层开采与瓦斯防突技术

通过鹤岗矿区南山煤矿的生产实践,研究其上、下均无可选择的保护层开采条件的煤与瓦斯突出危险区的厚煤层群,放顶煤开采技术与适用性问题及保护层开采和瓦斯预抽防突技术。