连续流量法预测煤巷突出的临界值研究

针对传统的煤巷突出预测指标关于测定距离的判定、测定时间的选择、预测指标的操作复杂性等方面存在的问题,提出了通过连续流量法预测煤巷突出的危险性,并分析了连续流量法的理论依据与临界值确立的重要意义。介绍了连续流量突出预测装置的组成部分与运行机理,分析了位移传感器与流量传感器的标定过程。通过现场应用为连续流量法在日常工作中的应用打下了基础。     

薛湖煤矿连续流量法预测突出指标的临界值研究

为了对煤层突出危险性进行有效预测,提出了连续流量法预测薛湖矿掘进期间突出危险性,阐述了该方法测试装置及测试步骤,并通过开展现场测试及实验室测试确定预测指标的临界值。结果表明,薛湖煤矿煤巷掘进使用连续流量法预测突出的安全值为96.32 L,研究结论对薛湖煤矿有针对性地采取防突措施、提高防突效率具有重要意义。     

不同突出情况下钻孔瓦斯涌出规律研究

为探究运用钻孔连续流量法测定不同突出危险情况时的敏感性,建立了钻孔瓦斯流动模型,通过COMSOL Multiphysics模拟软件建立数值模型,探究钻孔瓦斯涌出量和瓦斯压力关系;利用连续流量法建立煤层巷道突出预测装置,以山西汇丰与贵州威舍煤样为试验对象,根据钻进过程中的动力现象判断不同突出危险情况,从而进行不同突出危险情况下钻孔瓦斯涌出规律研究.结果表明:钻孔瓦斯流涌出量与瓦斯压力呈线性关系;初始钻孔瓦斯流量可以作为预测突出危险性的敏感性指标.发生喷孔时表现钻口小、空腔大、钻孔内残留煤粉、钻孔壁掉落的煤块易碎等特点,与井下发生突出时情况相吻合.打钻初始流量曲线波动较大,说明在打钻初始较容易发生突出,这与现场实践相吻合;瓦斯压力越小流量曲线波动幅度越小,且随着钻进的深入,流量曲线逐渐变大后将趋于平缓.初始钻孔瓦斯流量不仅可以反应突出危险情况,而且可以表明突出可能发生的地点,相较于其他突出预测指标具有明显优势.     

金能公司4331煤巷掘进工作面综合防突技术

 金能公司4331工作面为煤与瓦斯突出工作面,地质构造复杂,为了防治4331工作面石门揭煤、煤巷掘进及工作面回采过程中发生煤与瓦斯突出,研究了切实可行的局部综合防突技术,在石门揭煤与煤巷掘进时采用钻屑指标法预测突出危险性,并采取保护层开采、超前排放孔、煤层水力冲孔、预抽钻孔等防突措施以及安装压风自救装置防治突出,措施实施后再进行效果检验和区域验证,直到无突出危险为止。     

小倾角穿层钻孔的保直钻进研究

卧龙湖煤矿各主采煤层均为突出煤层,煤与瓦斯突出工作面回采前需施工穿层钻孔进行区域消突。根据现场调查和数据分析,在1011机巷底抽巷施工的穿层钻孔存在一定的偏差,尤其是小倾角钻孔与设计位置相差较远。针对钻孔存在偏差控制不到位的问题,该矿通过选用特殊施工组合、控制钻进过程中给进压力和转速,有效地避免了小角度穿层钻孔偏斜过大问题,消除了后期煤巷掘进和工作面回采期间的突出危险性,保证了矿井的正常接替,取得了较好的经济效益,解决了小角度穿层钻孔施工过程中的保直钻进的难题。     

煤巷炮掘工作面煤与瓦斯突出预警系统的开发

根据煤与瓦斯突出理论、模糊数学知识和计算机技术,研究开发了煤巷炮掘工作面煤与瓦斯突出预警系统,实现了计算机对煤巷炮掘工作面的突出危险性预测管理。该系统实现了由静态预测预报变为动态预测预报,由间隔预测预报变为半连续预测预报,可提高炮掘工作面煤与瓦斯突出预测的可靠性,并对有突出危险工作面进行及时报警,从而防止发生煤与瓦斯突出。采用钻屑指标法、瓦斯峰谷比值法、地质因素法和综合指标法作为突出预测方法,并将煤巷炮掘工作面的突出危险性划分为突出危险、突出威胁和无突出危险3类。     

大直径钻孔钻屑指标法临界值的研究

采用钻屑指标法对煤巷采掘工作面进行突出危险性预测时,常采用φ42煤电钻进行钻孔。而对于某些特定工作面,需采用更大直径的钻孔施工。通过对φ42和φ73钻孔钻屑量和钻屑解析值的对比性试验,对φ73钻孔钻屑指标法临界值进行了研究。     

煤与瓦斯突出危险性预测

介绍用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性方法以及在前岭煤矿预测试验结果，确定了突出危险临界值和突出危险性等级。对煤巷掘进工作面预测突出危险性具有一定的参考价值。     

煤与瓦斯突出危险性预测

介绍用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性方法以及在前岭煤矿预测试验结果，确定了突出危险临界值和突出危险性等级。对煤巷掘进工作面预测突出危险性具有一定的参考价值。     

葛店煤矿双庙扩大区二2煤突出敏感指标及其临界值的研究

跟踪考察了葛店煤矿双庙扩大区3条煤巷掘进工作面突出危险性预测过程.通过数据分析,确定进行突出危险性预测时,钻屑量S、钻屑瓦斯解吸指标△h2和钻孔瓦斯涌出初速度q0对该区二2煤层煤与瓦斯突出的敏感程度.在此基础上,确定了该区二2煤的突出敏感指标及其临界值,为葛店煤矿掘进工作面突出危险性预测及瓦斯防治提供基础数据.     

深井“三软”煤层煤与瓦斯突出防治技术及应用

在区域性防突技术中,通常采用"四位一体"防突预测,而在"四位一体"综合防突工艺中,关键是准确的预测预报。为了进一步防止无突出危险区突然升级,对煤层巷道掘进期间按突出威胁区进行管理,采用钻孔钻屑指标法和钻孔瓦斯涌出初速度法,对工作面的突出危险性进行预测验证。     

钻进过程中孔壁瓦斯涌出规律研究

出于预测煤巷煤与瓦斯突出危险性的连续流量法研究的需要,以Darcy渗透定律为基础,分析了钻进过程中孔壁瓦斯动态涌出的特点,并在一定的简化和假设条件下,以FLAC3D为工具,建立了孔壁瓦斯动态涌出的Mohr-Coulomb圆柱体渗流模型。研究结果表明:孔壁瓦斯涌出速度随钻进深度的增加而增大,停钻瞬间达到最大;孔壁累计瓦斯涌出量也随钻进深度的增加持续增大。     

突出煤-瓦斯在巷道内的运移规律

以煤与瓦斯突出过程中煤-瓦斯两相流为研究对象,利用自主研发的煤与瓦斯突出动力效应模拟试验装置进行了巷道中突出煤-瓦斯两相流试验研究,通过试验观察将煤颗粒的运动过程分为加速、平衡减速及沉降等运动阶段,并综合运用固体颗粒在气流中的悬浮运动机理和能量守恒定律,建立了一维情况下突出煤在巷道中的运移数学模型。通过模型计算分析得到,突出煤颗粒运移距离随初始气流速度的增大呈增大趋势,随颗粒粒径的分布规律由于其符合的流动状态不同而不同。     

液压锚杆钻车在某矿中的应用研究

某矿为煤与瓦斯突出矿井,掘进煤巷前需要采取局部防突措施。局部防突措施孔由人工使用气动手持式钻机施工,劳动强度高,且施工效率低,影响掘进进度。为了降低劳动强度、提高施工效率,使用CMM2-20型煤矿用液压锚杆钻车。介绍了试验过程,并将液压锚杆钻车与传统的气动手持式钻机的应用效果进行了对比。结果表明,使用液压锚杆钻车打钻的月进尺比原来提高了46%,效果明显,有一定的借鉴意义。     

芦岭煤矿8~#煤顶分层Ⅱ884-1掘进工作面局部防突措施参数考察

根据矿井瓦斯地质条件及采掘技术特点,考察了芦岭矿8#煤顶分层Ⅱ884-1掘进面的局部防突合理化参数。通过钻孔流量法和防突效果检验法,确定出煤巷掘进直径75 mm的超前排放钻孔有效影响半径为1.2 m。通过改进巷帮钻场及钻孔的相关参数,提高了掘进速度,掘进过程均未出现瓦斯浓度超限及突出情况,说明该煤巷局部防突技术措施取得了很好的效果,实现了突出煤巷安全快速掘进。     

水力冲煤卸压防突技术在临涣煤矿的应用

结合临涣煤矿开展的水力冲煤卸压消突试验,分析了水力冲煤技术的防突机理,利用FLAC^3D软件,模拟出了冲孔后钻孔径向应力、位移、膨胀变形率变化情况。现场采取水力冲煤措施后,单孔抽采标况瓦斯最大混合流量达142 L/min,抽采浓度最大可达88%,分别为采取水力钻采措施前的2.2和2.6倍;同时,在实施过程中减少了钻孔工程量,实现了突出危险区煤巷安全高效掘进。     

距离判别分析理论在突出预测中的应用

为了更加准确的预测煤与瓦斯突出的危险性,基于距离判别分析理论,选取电磁辐射预测指标(电磁辐射强度E和脉冲数N)和常规指标R指标、钻孔瓦斯涌出初速度q及钻屑量S作为判别因子,选取演马庄矿某掘进工作面2011年4、5月日常预测数据作为训练样本,建立了工作面突出预测的距离判别分析模型。用所建立的模型对该掘进工作面待检验的6月份日常预测数据进行分析,预测结果与实际情况吻合良好,结果表明:距离判别分析模型方法简单、预测精度较单一指标有明显提高,误判率低,实现了动态预测和静态预测的有效结合,该方法在煤与瓦斯突出预测中具有较好的可行性和实用性。     

突出预测敏感指标研究及其应用

采用模糊数学和多元统计分析理论建立了煤与瓦斯突出预测敏感指标数学模型,定量研究了突出预测敏感指标的敏感度,并对各个指标敏感性进行排序。确定了钻屑瓦斯解吸指标Δh2与钻屑量指标S为主要预测指标,钻孔瓦斯涌出初速度指标q为辅助预测指标。利用此方法在某矿煤巷掘进工作面进行了应用。实践证明,选择的预测指标对突出危险性较敏感,保证了煤巷掘进的顺利进行。     

液压马达钻机施工顺层钻孔试验

针对高瓦斯及突出煤层顺层瓦斯抽放钻孔施工困难的问题,寻求一种新的钻孔施工技术。通过对煤矿井下煤层地质条件的分析,对孔底液压马达驱动钻头旋转结合水射流破煤的钻孔技术进行了试验研究。试验表明:该钻孔工艺技术有利于充分利用水力能量,降低钻杆磨损,减少了钻杆折断的概率;新型PDC钻头能更好地与煤层相适应,大幅度地提高了破煤效率,提高了钻进速度。     

强突煤层底板穿层钻孔高效成孔技术

底板穿层钻孔施工安全、应用范围广泛,已成为我国煤矿突出煤层瓦斯治理的有效方法之一,但在实施中,由于受到配套设备及工艺的因素制约,很难达到快速、高效的成孔要求。而底板穿层多列钻孔成孔技术借助于新型的多自由度、快速对孔调角钻机及工艺,具有消突、卸压效果好、钻进效率高等优势,采用该技术在淮北芦岭煤矿Ⅱ 883运输巷对8号、9号强突煤层消突,瓦斯压力大于4 MPa,共施工5组60个钻孔,钻进效率提高1.3倍,瓦斯抽采纯流量提高30%,瓦斯抽采浓度超过95%。