高压注水对掘进工作面瓦斯涌出的影响

严重突出煤层掘进煤巷期间,一般采取超前排放钻孔等防突措施,掘进放炮后由于瓦斯涌出量急剧涌出,往往影响实际掘进速度,并埋下安全隐患。采取高压注水防突措施后,不仅有效防治了煤与瓦斯突出,而且使得巷道掘进期间瓦斯涌出变得均匀,有效保证了施工安全,提高了掘进速度。     

玉溪煤矿CO2气相压裂煤巷防突快速掘进技术

玉溪煤矿首采工作面在煤巷掘进过程中,突出指标参数频繁超标,瓦斯异常涌出,瓦斯超限,导致被迫停产、掘进速度慢。为解决安全快速掘进的生产技术难题,玉溪煤矿开展CO2气相压裂消突快速掘进技术研究和试验。结果显示,采取气相压裂措施后,平均每百米巷道掘进K1值超标0.15次,较压裂前降低了11倍;掘进过程中瓦斯涌出趋于均匀化,瓦斯涌出浓度峰值相对降低,有效避免了瓦斯超限;巷道掘进日均进尺5.38m,较气相压裂前(日均进尺2.79m)巷道掘进速度提高了1.92倍。CO2气相压裂消突快速掘进技术有效保障了矿井安全和高效生产。     

高压注水对掘进工作面瓦斯涌出的影响

严重突出煤层掘进煤巷期间，一般采取超前排放钻孔等防突措施，掘进放炮后由于瓦斯涌出量急剧涌出，往往影响实际掘进速度，并埋下安全隐患。采取高压注水防突措施后，不仅有效防治了煤与瓦斯突出，而且使得巷道掘进期间瓦斯涌出变得均匀，有效保证了施工安全，提高了掘进速度。     

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。     

基于固气耦合模型的煤巷掘进煤壁瓦斯动态涌出规律

为掌握煤巷掘进煤壁瓦斯涌出量的动态变化规律,在传统二维煤巷瓦斯涌出量计算方法中引入固气耦合模型,提出基于固气耦合及巷道断面瓦斯涌出量时间积分的煤壁瓦斯涌出计算方法,并通过现场实测瓦斯涌出量验证了计算结果的准确性。研究结果表明:煤巷掘进速度恒定,煤壁瓦斯涌出量随掘进距离逐渐增大,增幅不断减小,符合指数衰减多项式的变化规律;间断式掘进循环的煤壁瓦斯涌出量呈锯齿状增加,总体涌出趋势与恒速掘进相同;随时间增加,不同掘进循环瓦斯涌出总量差异趋于稳定,长时间掘进,掘进循环内瓦斯涌出量波动对瓦斯涌出总量的影响可忽略;瓦斯压力对煤巷煤壁瓦斯涌出具有较大影响,瓦斯压力越大,煤壁瓦斯涌出量随掘进距离的增幅越大,且存在瓦斯压力临界值,当巷道煤层瓦斯压力超过该值后,巷道瓦斯浓度可能超限。根据项目背景的工程条件,计算得到该煤巷掘进的临界瓦斯压力。     

实体煤与邻近巷道施工瓦斯涌出研究

巷道施工过程中,瓦斯涌出不均匀,瓦斯涌出量大,尤其是煤岩体受采动影响后瓦斯涌出量增大,实体煤巷道施工时,煤岩体为原始应力区,随着巷道施工的延伸,瓦斯浓度较高,风排瓦斯量较高。邻近巷道施工时,保安煤柱作用下对其影响较小,巷道内瓦斯浓度与实体煤巷道基本一致。采空区对邻近煤层内瓦斯释放起到一定作用,有效降低了工作面瓦斯涌出量及瓦斯浓度。本研究表明煤岩体受采动影响后,煤层应力得到有效释放,使原生裂隙进一步扩张、贯通,并新增裂隙,提高了煤层透气性,加速吸附瓦斯解吸,从而扩大瓦斯释放表面积,降低了煤体内瓦斯含量。     

新元煤矿煤巷掘进气相压裂防突技术研究与应用

新元煤矿属于高瓦斯矿井,且南区地质构造复杂,回采工作面巷道掘进过程中面临着煤与瓦斯突出的威胁,通过对国内外煤巷掘进消突措施的考察,设计在31004工作面辅助进风巷实施气相压裂防突技术,实践表明,该矿煤巷掘进时采用60 m单孔(双孔)气相压裂技术,能够很好地消除掘进工作面煤与瓦斯突出的危险,并且月平均进尺提高至55 m,掘进速度提高到原掘进速度的1. 8倍。     

煤巷综掘面掘进速度与瓦斯涌出量平衡关系研究

近年来,煤矿开采技术水平和机械化程度显著提高,煤巷掘进都进入了快速掘进模式。而随着我国煤矿开采深度越来越深,开采煤层出现瓦斯压力大、含量高、抽采难度大等情况,瓦斯治理工作日趋艰难。瓦斯含量高的掘进工作面在生产过程中掘进速度过快往往会导致短时间内瓦斯涌出量过大,容易造成瓦斯报警,瓦斯的均衡涌出与高效掘进的平衡关系成为制约现代化煤巷快速掘进的关键因素。通过研究煤巷综掘工作面的掘进速度与瓦斯涌出量的关系,从而确定最优割煤速度,通过控制割煤时间、优化掘进工艺,达到减缓掘进期间的瓦斯涌出速度,降低掘进过程中瓦斯报警的几率,进而保障矿井的安全生产。     

基于稳态渗流的煤巷掘进瓦斯涌出连续性预测

为了寻求一种简便的预测方法实现煤巷掘进过程中瓦斯涌出的动态连续预测,在对煤层进行近似假设的基础上,研究了煤巷掘进过程中煤层瓦斯流动及涌出规律,给出了煤巷掘进时煤层瓦斯压力分布和煤壁瓦斯渗流速度的分析解,采用积分的方法建立了掘进巷道瓦斯涌出连续预测模型,并介绍了该模型的计算方法。通过实例计算表明：该模型利用巷道掘进速度、掘进长度和煤层瓦斯基本参数这些易得数据实现了对煤巷瓦斯涌出的动态、连续和快速预测,且预测值与实测值基本一致。     

气相压裂—机械造穴复合增透技术在新景矿的应用

为了增加松软低渗透高瓦斯煤层的透气性,提高煤巷掘进工作面的进尺速度和抽采效率,提出了气相压裂—机械造穴复合增透技术。分析了气相压裂—机械造穴复合增透的爆破致裂机理,建立了在机械造穴作用下压裂的径向裂隙方程。在新景矿3218掘进工作面开展了现场工业性试验,对比设计3种技术方案结果表明,使用“5+2”模式的气相压裂—机械造穴复合增透技术后,煤层的透气性与常规的机械造穴相比,平均瓦斯涌出量是普通造穴孔的1.45倍,掘进期间巷道瓦斯浓度降低22%,提高了煤巷工作面的进尺和抽采效率。     

煤巷瓦斯涌出规律及其连续性积分模型

本文通过对煤层巷道掘进时煤壁瓦斯涌出规律的研究，提出了连续积分模型，通过解析求解得出了煤巷掘进时瓦斯涌出的不均匀准数及其变化规律。通过解析求解得出的煤巷掘进瓦斯涌出量表达式，比计算机求解更加明确地指出了影响涌出量的因素及其相互关系。为煤巷瓦斯涌出预测和处理提供了理论和方法。     

永固煤矿高瓦斯区掘进面的瓦斯涌出规律及涌出量预测

根据中央采区深部煤层瓦斯含量和煤巷瓦斯涌出量的实测结果确定了3煤煤层的瓦斯风化带深度和瓦斯含量梯度 ,分析了掘进工作面的瓦斯涌出规律 ,提出了中央采区高瓦斯区煤巷掘进工作面瓦斯涌出量的预测公式。     

厚煤层沿底掘进工作面瓦斯涌出及防治技术

为了解决厚煤层沿底煤巷掘进过程中绝对瓦斯涌出量过高的问题,首先推导了煤壁绝对瓦斯涌出量的理论计算公式,基于理论公式,对成庄矿4219煤巷绝对瓦斯涌出量进行了预测,根据瓦斯涌出量预测值与实测值的对比结果表明当巷道掘进长度越大时,公式预测值越接近于实测值。瓦斯涌出量预测值和实测值均说明4219煤巷在今后的掘进过程中煤壁瓦斯涌出量处于居高不下的态势,为了降低煤壁瓦斯涌出量,实施了双巷掘进迈步式抽放系统。根据瓦斯含量测定结果,瓦斯含量较以往大大降低,为巷道的安全掘进提供了保障。     

突出煤层煤巷掘进水力挤出综合效益研究

为了解决突出煤层掘进时排放钻孔不能有效消除工作面瓦斯经常超限严重影响矿井生产这一难题,试验了水力挤出措施。分析实施该措施前后瓦斯涌出量、除尘效率及巷道掘进速度并结合对综合经济效益的计算,证明水力挤出措施是一项有效解决煤巷掘进工作面瓦斯超限的技术。     

厚煤层高效截流“钻墙”边掘边抽的试验研究

煤巷掘进巷道的瓦斯来源于暴露煤壁和掘进落煤,其中,暴露煤壁的瓦斯涌出量约占80%以上,高瓦斯矿井在煤巷掘进时经常出现瓦斯超限的情况,"钻墙"就是针对高瓦斯巷道掘进时截流煤壁瓦斯向巷道涌出的一种边掘边抽布孔方式,此方式在铜川矿务局陈家山煤矿421运输巷进行了试验研究,实践表明,"钻墙"能够非常有效截流煤壁瓦斯涌出、避免巷道瓦斯超限。     

厚煤层高效截流“钻墙”边掘边抽的试验研究

煤巷掘进巷道的瓦斯来源于暴露煤壁和掘进落煤,其中,暴露煤壁的瓦斯涌出量约占80%以上,高瓦斯矿井在煤巷掘进时经常出现瓦斯超限的情况,"钻墙"就是针对高瓦斯巷道掘进时截流煤壁瓦斯向巷道涌出的一种边掘边抽布孔方式,此方式在铜川矿物局陈家山煤矿421运顺进行了试验研究,实践表明"钻墙"能够非常有效截流煤壁瓦斯涌出、避免巷道瓦斯超限。     

阿刀亥煤矿炮掘巷道瓦斯涌出规律的实测

通过对阿刀亥煤矿1203炮掘巷道的实测分析,找出了1203炮掘工作面煤壁和采落煤的瓦斯涌出规律,根据煤层赋存的一些基本参数和实测数据,建立了煤壁、落煤瓦斯涌出数学模型。并给出了炮掘落煤涌出高峰期的最大瓦斯浓度、煤壁瓦斯涌出枯竭极限时间、掘进巷道煤壁最大瓦斯涌出量以及掘进巷道煤壁达到最大瓦斯涌出量时巷道长度的计算方法。     

煤巷瓦斯涌出规律及其连续性积分模型

本文通过对煤层巷道掘进时煤壁瓦斯涌出规律的研究，提出了连续积分模型，通过解析求解得出了煤巷掘进时瓦斯涌出的不均匀准数及其变化规律。通过解析求解得出的煤巷掘进瓦斯涌出量表达式，比计算机求解更加明确地指出了影响涌出量的因素及其相互关系。为谋巷瓦斯涌出预测和处理提供了简便明了的理论和方法。     

基于分源法对中岭煤矿煤巷瓦斯超限问题的研究

为解决中岭煤矿3#煤层在煤巷掘进过程瓦斯涌出超限的问题,基于分源法对该煤层瓦斯来源进行了分析。研究发现,在煤巷掘进过程中,其瓦斯涌出来自于新增煤壁,而落煤瓦斯的涌出占到很少部分。为此,提出了减少新增煤壁瓦斯涌出的方法,解决了该煤层煤巷掘进过程中瓦斯超限的问题。     

掘进巷道煤壁瓦斯涌出极限长度研究

矿井瓦斯涌出量预测是矿井通风设计、制定瓦斯防治措施的依据,巷道煤壁瓦斯涌出极限长度的确定对于煤巷掘进工作面瓦斯涌出量预测尤为关键。通过对保德煤矿88501回采工作面胶运顺槽试验研究,得出了保德煤矿88501回采工作面掘进巷道瓦斯涌出极限长度,提高了煤巷掘进工作面瓦斯涌出量预测的准确性。