高瓦斯矿井煤层的瓦斯治理技术分析

针对7105工作面瓦斯涌出量大的问题,结合现场情况以及煤层赋存情况,提出采用高位瓦斯抽采钻孔+顶板定向长钻孔+地面瓦斯抽采相结合的方式进行治理。高位瓦斯抽采钻孔分为高位裂隙瓦斯钻孔和高位拦截钻孔,可实现采空区顶板裂隙瓦斯抽采并拦截上覆3号煤层卸压钻孔;利用顶板定向长钻孔钻进距离长、钻孔轨迹可控的优点,实现顶板瓦斯长距离接抽;利用地面钻孔钻进方便、效率高以及抽采量大的优点,实现7105采空区内及3号煤层卸压瓦斯等抽采。采用以上瓦斯治理措施布置方案后,7105工作面回风隅角、回风巷瓦斯浓度均在安全范围内且波动较小,采面瓦斯涌出量较小,可为采面安全高效生产创造良好条件。     

长距离区域预抽钻孔递进式消突技术在镇城底矿的应用

以镇城底矿28620综采面为研究对象,结合28620综采面的采煤工艺和地质条件,研究该综采面瓦斯浓度较高的原因,并对裂隙带瓦斯抽采机理进行探讨,提出"本煤层钻孔抽采+裂隙带钻孔抽采+瓦斯治理巷大直径钻孔抽采"的瓦斯治理技术。瓦斯治理技术实施后监测设备显示:28620综采面回风流瓦斯浓度控制在0.34%以下,为综采面的安全高效有序生产提供了保障。     

智能化综采工作面瓦斯抽采方法及效果

分析了山西某矿智能化开采瓦斯抽采方法及效果。采用分源预测法,预测最大绝对瓦斯涌出量12.9m3/min,最大相对涌出量为10.97 m3/t。瓦斯涌出量本煤层斯涌出为主约为61.44%,邻近层瓦斯涌出量约占38.56%。工作面掘进前,在运巷钻场采用长距离顺层钻孔方法进行区域预抽。工作面掘进期间,在材巷和运巷同步施工钻场,随掘随抽。工作面回采期间,工作面材、运巷本煤层钻孔、4号上预抽钻孔、裂隙带钻孔以及上隅角插管抽采相结合的抽采方法进行治理瓦斯。后期效果考察中,瓦斯抽采纯量为6.31 m3/min,工作面瓦斯预抽率为43.1%,说明抽采方案具体可行,能够满足工作面掘进及回采期间的抽采达标要求。     

官地煤矿22611工作面底抽巷抽采技术应用

为了解决官地煤矿2号煤层开采时,3号煤瓦斯涌入2号煤层造成工作面瓦斯涌出量大、瓦斯浓度易超限的问题,根据2号、3号煤层的地质条件,提出了底抽巷抽采邻近层卸压瓦斯的技术方案,并在官地矿22611工作面进行实施。该方案在3号煤底抽巷两侧施工钻孔,覆盖区域为整个22611工作面下方,并进行瓦斯抽采。结果表明,该方案取得了良好的抽采效果,解决了2号煤层开采过程中存在的瓦斯超限问题。底抽巷抽采瓦斯技术是一种解决邻近层瓦斯涌入有效方法。     

本煤层单一顺层瓦斯抽采钻孔的渗流场数值模拟

针对本煤层瓦斯抽采钻孔的合理布置问题,通过建立钻孔抽采瓦斯的渗流场控制方程和煤层变形场控制方程,结合钻孔抽采瓦斯的初始及边界条件,推导出钻孔抽采瓦斯渗流的固气耦合数学模型.以石壕煤矿本煤层单一顺层钻孔瓦斯抽采为工程实例,基于研究区域的煤层瓦斯赋存特征,采用数值模拟计算方法,获得了本煤层单一顺层钻孔周围煤层瓦斯压力、煤层瓦斯渗透率、煤层瓦斯渗流速度和煤层变形的分布规律.确定了本煤层单一顺层钻孔抽采瓦斯的有效影响半径,从而为本煤层单一顺层瓦斯抽采钻孔的优化布置提供了依据.研究结果表明,石壕煤矿本煤层单一顺层钻孔抽采瓦斯的有效半径分别为4 m左右;在延长钻孔抽放时间不到20%的情况下,减少了钻孔工程量50%左右,抽采效果良好.     

煤矿井下高位裂隙带瓦斯预抽技术研究

针对30703工作面回采期间采空区瓦斯涌出量大问题,提出综合采用定向长钻孔、高位钻孔对采空区顶板裂隙瓦斯进行抽采。结合30703采煤工作面现场实际条件,采用理论分析、数值模拟技术手段分析7#煤开采后覆岩冒落带、裂隙带发育高度,并结合覆岩岩性确定钻孔布置层位。对30703工作面定向长钻孔、高位钻孔布置情况进行详细研讨,并分析瓦斯抽采效果。现场应用后,30703工作面回采期间定向长钻孔、高位钻孔瓦斯抽采纯量可分别达到12.9m³/min、3.51m³/min,采空区瓦斯涌出量大问题得以较好解决。     

综采工作面瓦斯抽采参数优化研究

对某矿2603综采工作面本煤层瓦斯抽采钻孔、高位裂隙瓦斯抽采钻孔现场应用过程中存在的制约瓦斯抽采效果的因素进行分析,并针对性提出优化措施。现场应用后,本煤层钻孔瓦斯抽采纯量平均提升17.5%、高位钻场瓦斯抽采纯量平均提升50%;同时采面回风巷、回风隅角瓦斯浓度分别被控制在0.6%、0.5%以内,回采期间未出现瓦斯超限事故,优化效果显著。     

保护层开采工作面瓦斯综合治理技术研究

针对矿井回采煤层瓦斯含量高、压力大等问题,提出先回采下覆厚度较薄、瓦斯治理难度相对较低的6号煤层。将6号煤层作为保护层开采,从而消除下覆9号煤层、上覆2号及5号煤层的突出危险性。针对6号煤层10601工作面回采期间上邻近层、下邻近层以及采空区瓦斯涌出量大等问题,提出综合采用高位钻孔、高抽巷、采空区埋管、强化本煤层抽采等方式进行治理。现场应用后,10601工作面回采期间回风隅角、回风流瓦斯浓度分别控制在0.43%、0.32%以内,采面瓦斯涌出量大问题得以较好解决。     

大采高综采工作面瓦斯分布特征及综合治理技术研究

针对大采高综采工作面瓦斯治理难题,以西曲矿18401综采工作面为研究对象,通过对工作面多个位置进行瓦斯含量监测,分析了工作面瓦斯来源及瓦斯分布特征规律,提出了本煤层预抽、高位裂隙带抽采、煤柱钻孔综合瓦斯治理技术实现了大采高综采工作面安全高效生产,同时为类似地质条件矿井瓦斯综合治理提供了借鉴。     

综放开采工作面回风隅角瓦斯治理技术研究

在对采面回风隅角瓦斯集聚原因分析基础上,发现采空区以及裂隙瓦斯是导致回风隅角瓦斯浓度偏高的主要原因。为此,针对性提出采用大直径钻孔对采空区瓦斯进行抽采、高位钻孔拦截裂隙瓦斯,现场应用后,大直径钻孔、高位钻孔瓦斯抽采纯量稳定在7.242 m³/min、1.35 m³/min,可明显降低采空区及裂隙瓦斯向回风隅角涌出,同时后续回采过程中回风隅角瓦斯浓度均控制在0.5%以内,瓦斯治理取得显著效果。     

工作面瓦斯抽采方法研究

为进一步提升煤矿生产的安全性,避免瓦斯涌出超标导致爆炸事故的发生,以某矿井的02号煤层为例,在对工作面涌出瓦斯特性参数分析的基础上,根据瓦斯抽采方法的选择原则,并结合煤层赋存条件和巷道布置情况,分别对开采层、邻近层和采空区的瓦斯抽采方法进行设计;最后,对工作面的瓦斯抽采效果进行预测,并取得理想结果。     

高瓦斯矿井开采层瓦斯抽采技术研究

针对不同煤层构造区,分析了煤层物理性质对水力扩孔钻孔和煤矿瓦斯抽放的影响,得出结论:液压钻孔扩孔可以不同程度地提高瓦斯抽采效率;水力钻孔扩孔的水射流压力主要取决于煤的结构,当煤层基本一体化时,喷射压力增大,泄放变得相对容易实现,对瓦斯抽采的阻碍作用减小,扩孔过程后瓦斯抽采明显增加.     

煤矿保护层开采定向长钻孔卸压瓦斯治理技术研究

为有效治理煤矿保护层瓦斯,基于煤与瓦斯突出矿井煤层开采工况,分析了矿井保护层瓦斯来源,设计了定向长钻孔瓦斯治理方案,介绍了定向钻进原理与具体施工方案,并观测了完成钻探后75 d内的,瓦斯实际抽采浓度与纯量,结果表明,采用定向长钻孔瓦斯抽采技术与常规底板卸压钻孔抽采技术相比,瓦斯抽采效果更好的是定向长钻孔瓦斯抽采技术,定向长钻孔瓦斯抽采技术的单日瓦斯抽采纯量可达到常规底板卸压钻孔瓦斯抽采纯量的1.34～2.56倍,可有效治理保护层开采卸压瓦斯,更好的保障保护层安全开采。     

采空区瓦斯抽采的数值模拟及工程实践应用

随着煤矿工作面推进速度的加快,采空区瓦斯治理工作成为了煤炭企业的重点安全工作。史山煤业通过CFD模拟分析,采用工作面顶板高位穿层钻孔、上隅角插管及采空区抽采的方法进行重点区域的瓦斯治理。经计算,9号煤工作面与采空区瓦斯抽采总量预计可达4.2 m~3/min和1.3 m~3/min,上隅角瓦斯浓度稳定控制在1%,符合煤矿安全规定。     

千米定向钻机技术应用研究

针对新源煤矿2205工作面瓦斯治理问题,采用千米定向钻机技术进行了本煤层瓦斯预抽和回采期间抽采,得到以下结论：千米定向钻机技术在2205工作面瓦斯预抽中抽采达标周期为8个月,本煤层瓦斯预抽抽采浓度大,流量小;回采期间瓦斯抽采流量大,浓度小;回采期间工作面上隅角瓦斯浓度未出现超限现象。     

基于水力压裂技术的降低煤层突出系数方法研究

针对煤矿井下高瓦斯、低透气性煤层在综采作业时所面临的瓦斯抽采困难的问题,提出了一种新的基于水力压裂技术,通过进行钻孔优化、精确分析水力压裂左右范围等,实现了降低煤层突出系数,提高瓦斯抽采效果的目的。根据实际应用表明,该技术能够将煤层透气性系数提升34.7倍,将煤层内瓦斯的抽采流量提升了58.6%以上,有效提升了井下瓦斯治理成本和综采安全性。     

煤矿风井地面瓦斯抽采技术及综合利用技术研究应用

针对煤矿生产中涌出的瓦斯威胁着工作面的安全生产,以马兰矿井为研究对象,在分析该矿井地质、煤层、瓦斯涌出情况的基础上,选择斜向钻孔的瓦斯抽采方式,并将所抽采处的瓦斯用于矿井的发电,同时完成了瓦斯发电站设备及系统的选型.     

采空区高位钻孔瓦斯抽放的数值模拟

依据Darcy定律,在Navier-Stocks方程的基础上,对祁南煤矿综采工作面采空区瓦斯抽放问题作了计算分析,并进行了CFD数值模拟.从理论上模拟采空区瓦斯聚集过程,直观展示了瓦斯抽采时采空区流态、瓦斯分布变化.把抽放钻孔布置在顶板裂隙内,结合上隅角埋管实施瓦斯抽放,该抽放瓦斯技术起到了对开采工作面上隅角瓦斯的截流作用,现场管路测量显示,可抽出高浓度瓦斯达30%～80%(体积分数),工作面回风瓦斯的体积分数基本控制在0.3%以下.     

贺西矿3316工作面立体式瓦斯抽采技术研究

瓦斯涌出一直是制约煤炭高效开采的不利因素,为了实现采面瓦斯高效治理,贺西矿采用VLD-1000型钻机施工长距离定向钻孔对瓦斯进行抽采.以3316工作面瓦斯治理为工程实例,对采面回采巷道掘进前、掘进中以及采面推进过程中采取的瓦斯抽采技术进行详细阐述.现场应用后,巷道掘进、采面回采期间均未有瓦斯异常涌出情况;上隅角、回风巷...     

井下定向孔在矿区的应用

针对目前井下普通钻机成孔长度短、钻孔轨迹混乱、瓦斯预抽期较短,以及工程量大等局限性,为了确保矿井抽、掘、采合理衔接,我矿引进了井下千米定向钻机装备及定向钻孔工艺技术,根据预抽目标区域瓦斯赋存的特点和抽、掘、采衔接需要,设计、布置定向钻孔,进行大面积模块预抽。介绍了定向钻孔钻机具的特点、施工工艺以及井下应用效果,分析总结了千米定向钻机成孔工艺具有定向、远距离、覆盖面积大、开分支、探构造、抽采效果佳等性能特点,简要展现了千米钻机顺层定向钻孔在成庄矿瓦斯抽采中的应用效果。