特厚煤层分层开采立体多源瓦斯治理技术应用研究

为解决特厚煤层分层开采瓦斯治理难题,通过分析白芨沟煤矿010203区段首分层0102¹03工作面采前瓦斯抽采效果及回采期间瓦斯涌出来源,针对性采取定向长钻孔、底板穿层钻孔、顺层钻孔卸压拦截抽采,本分层顺层钻孔强化抽采以及大孔径钻孔采空区瓦斯抽采的立体多源瓦斯综合治理方法,并提出了基于小煤柱沿空留巷的大倾角、大孔径钻孔全程下套管施工工艺,在现场得到成功应用。研究结果表明:在已有定向长钻孔、底板穿层钻孔抽采基础上,采取本分层顺层钻孔强化抽采、下伏分层顺层钻孔卸压拦截抽采等措施,解决了本分层及下伏分层卸压瓦斯涌出问题;利用大孔径钻孔以孔代巷抽采采空区瓦斯,解决了工作面隅角瓦斯积聚问题。     

特厚煤层首分层开采瓦斯立体抽采技术

为了有效解决白芨沟煤矿010203区段首分层开采期间瓦斯涌出量大的问题,提出采前实施定向长钻孔+底板穿层钻孔大面积预抽,降低煤层瓦斯含量。工作回采期间,结合瓦斯涌出来源,提出顺层钻孔边采边抽首分层瓦斯,定向长钻孔+底板穿层钻孔+沿空巷道卸压钻孔抽采下伏分层卸压瓦斯,沿空巷道大孔径钻孔+采空区埋管抽采采空区瓦斯。利用分源预测法对瓦斯涌出量进行预测及各项抽采措施抽采量分配,立体抽采技术可满足010203区段首分层开采期间瓦斯治理需要。     

近水平特厚煤层首分层开采瓦斯综合治理技术

针对白芨沟煤矿近水平特厚煤层首分层0102102综采工作面瓦斯涌出量大的特点,根据该工作面的地质条件、煤层瓦斯赋存状况和开拓方式,本煤层采取长距离定向水平钻孔、穿层钻孔、本分层顺层钻孔预抽,邻近层采取二1层煤定向钻孔预抽,下伏分层采用瓦斯抽采巷拦截顺层钻孔抽采,采空区采取了上隅角埋管、瓦斯抽采联络巷埋管、高位钻孔、地表钻孔抽采,形成网格立体式的瓦斯综合治理方式。通过现场应用,有效地治理了工作面瓦斯,保证了回采工作面安全生产,为类似矿井瓦斯治理提供了借鉴。     

特厚无烟煤层瓦斯立体抽采规律及效果研究

针对于白芨沟井近水平二3特厚煤层瓦斯含量高、涌出量大的特点,为解决开采过程中瓦斯超限问题,提出了底板穿层钻孔+定向长钻孔+工作面顺层钻孔等的井下立体抽采技术,并采用现场试验分析了瓦斯抽采规律。结果表明:抽采钻孔瓦斯浓度和流量随时间变化呈现先降低后稳定的规律、随工作面推进变化呈现先增加后逐渐减小的规律,0102102首分层工作面预抽后,可解吸瓦斯含量最大5.354 8 m3/t,残存瓦斯含量2.82 m3/t,采前瓦斯抽采达标;回采期间回风瓦斯浓度最大0.58%,上隅角瓦斯浓度最大0.66%,安全回采1 100 m,无瓦斯超限现象,回采瓦斯涌出得到了很好的治理。     

近水平特厚煤层分层开采瓦斯含量立体分布规律分析

针对近水平特厚煤层分层开采工作面煤层厚度大、瓦斯含量高、抽采效果检验无法准确掌握整体抽采效果的问题,以白芨沟煤矿特厚煤层分层开采工作面为工程背景,通过研究特厚高变质无烟煤瓦斯赋存规律,在对现场不同抽采时期、不同层位煤层瓦斯含量进行大量、精准测定的基础上,开展了近水平特厚煤层分层开采瓦斯含量立体分布规律研究。结果表明:走向上,越靠近工作面开切眼,煤层残存瓦斯含量越高;倾向上,越靠近运输巷,煤层残存瓦斯含量越高;垂向上,沿厚度方向特厚煤层中部残存瓦斯含量较高,沿顶、底板方向残存瓦斯含量呈逐渐降低趋势。据此提出基于抽采条件下的特厚煤层残存瓦斯含量立体分布概念,构建了白芨沟煤矿特厚煤层区域立体抽采条件下不同层位煤层的残存瓦斯含量与抽采时间的关系模型,补充完善了矿井瓦斯地质管理体系,为指导抽采钻孔布置和确定抽采效果检验目标层提供了科学依据。     

基于分源预测法的厚煤层分层开采瓦斯治理技术研究

针对白芨沟煤矿2621-1工作面煤层赋存条件复杂、原始瓦斯含量高、瓦斯涌出量大、瓦斯灾害严重等问题,在回采前采用顺层走向长钻孔、底板穿层钻孔和本煤层顺层钻孔等相结合的"立体"预抽瓦斯方法,降低煤层原始瓦斯含量;在回采期间采用高位钻孔、联络巷、上隅角插管和大孔径穿层钻孔抽采上覆采空区瓦斯相结合的综合治理措施。上述措施实施后,工作面煤层瓦斯含量大幅下降,工作面回采时绝对瓦斯涌出量最大为79.76 m3/min,回采期间工作面回风瓦斯体积分数最大为0.51%,上隅角瓦斯体积分数最大为0.68%,保证了工作面的安全回采。     

口孜东矿111303综采工作面瓦斯综合治理实践

通过口孜东矿111303厚煤层超长综采工作面开采实践,在准确预测回采工作面瓦斯涌出的基础上,确定了合理的工作面配风量,设计了以本煤层抽采为主、临近层和采空区抽采为辅的抽采模式及预抽、边采边抽相结合的综合抽采方法,研究了合理抽采参数,统计了顺层钻孔抽采总量,分析了工作面瓦斯治理效果。实践表明,工作面回采过程未形成明显瓦斯涌出积聚,工作面风排、抽采瓦斯效果理想。     

综放面上隅角与回风流瓦斯综合治理技术

为解决朱仙庄矿Ⅱ86采区高瓦斯低透气性特厚煤层一次采放全高作业下的瓦斯治理难题,通过采取上隅角埋管抽放、高位钻场高位钻孔抽放、顺层钻孔抽放、上隅角及高位钻场充填封堵瓦斯等综合瓦斯治理技术措施,解决了工作面回采期间的瓦斯治理难题,实现了工作面的安全高效回采,提供了开采相邻工作面时的一种行之有效的瓦斯综合治理技术。     

阜生矿1102工作面瓦斯综合防治措施应用研究

为了解决高瓦斯突出煤层开采中的瓦斯问题,以阜生矿1102工作面为例,通过分析煤层瓦斯赋存特点和1102工作面瓦斯涌出特征,得出正常回采期间1102工作面相对瓦斯涌出量为7.59 m3/t,绝对瓦斯涌出量为18.45 m3/min.针对瓦斯涌出状况,设计采用了顺层钻孔抽采、高抽巷抽采、采空区预埋管抽采、回风巷钻场穿层钻孔和封闭采空区抽采相结合的综合抽采方法。对抽采措施进行效果检验,结果表明,综合措施的采用使回采工作面瓦斯得到了有效控制,解决了高瓦斯突出煤层开采的瓦斯治理问题。     

特厚煤层六分层开采回采面瓦斯涌出量预测研究

针对现行特厚煤层分层开采的工作面瓦斯涌出量预测方法最多只考虑到4个分层开采的情况,为了准确预测白芨沟煤矿二3特厚煤层分6个分层开采期间回采面瓦斯涌出量,在原有特厚煤层多分层开采瓦斯涌出量预测方法的基础上,结合白芨沟煤矿开采瓦斯涌出实际情况,研究提出了1种适用于白芨沟煤矿特厚煤层六分层开采的回采工作面瓦斯涌出量的预测方法。现场试验结果表明与实测统计基本一致,最大预测误差为11.87%,平均预测误差为7.61%,预测准确率达到88%以上。     

高瓦斯厚煤层综放工作面初采期间瓦斯综合治理技术

为解决高瓦斯厚煤层综采放顶煤生产期间,特别是开采初期的瓦斯治理难题,在南山煤矿盆底区南翼18-2层二分段底板层综采放顶煤工作面实施综合瓦斯治理过程中,对初采期间高位巷抽采技术进行了研究与改进。结果表明,采取钻孔主动导通、封闭充填防漏、高位钻场接力等瓦斯综合治理技术,提高了瓦斯抽采效果,可以有效解决周期来压瓦斯大量涌出、旧区补给瓦斯、上隅角瓦斯超限等问题,保障了工作面安全回采。     

演马庄矿综合瓦斯治理模式及成套技术

演马庄矿开采的二₁煤层为单一厚煤层,透气性低,瓦斯含量高,瓦斯涌出量大。以27151工作面瓦斯治理为例,通过顶板岩巷穿层钻孔和顺层钻孔预抽区段和条带煤层瓦斯、回采工作面综合治理瓦斯、瓦斯抽采系统优化,并配套水力冲孔、水力压裂和深孔预裂爆破等卸压增透措施,全方位、多层次、综合化的瓦斯治理模式,使得控制区域应力得到消除、煤层透气性系数大幅度提高,瓦斯抽放量有大幅度提高,能够有效缩短抽采达标需要的时间,保证了采煤工作面在回采过程中的安全生产。     

白芨沟煤矿复杂特厚煤层首分层工作面瓦斯治理技术

针对白芨沟煤矿0102102首分层工作面煤层赋存条件复杂,瓦斯含量高、瓦斯涌出量大、瓦斯灾害严重等问题,提出采用顺层钻孔、穿层钻孔等预抽方式,降低煤层瓦斯含量;采用分源预测法对工作面回采时的绝对瓦斯涌出量进行预测,提出了本煤层、邻近层和采空区抽采的综合瓦斯治理措施。结果表明:预抽后工作面瓦斯含量由21.77 m~3/t降至8.17 m~3/t,工作面回采时绝对瓦斯涌出量为100.8 m3/min,计算得到了工作面回采期间各种抽采方式瓦斯抽采量分配表,保证了工作面的安全回采。     

突出厚煤层综放工作面瓦斯综合治理技术研究

针对厚煤层综放工作面瓦斯治理难度大、抽采效果差、工作面难以消突的问题,开展了综放工作面立体瓦斯抽采技术研究。立体瓦斯抽采技术包括保护层开采、工作面回采区域顺层钻孔预抽、回风巷留管抽采瓦斯、利用尾巷抽采瓦斯、顶板高位钻孔及底板拦截钻孔抽采瓦斯。通过对P41104综放工作面研究表明:7~#煤层距11~#煤层42 m,作为11~#煤层的上保护层开采是有效的,消除了11~#煤层的突出危险性。立体瓦斯抽采技术的实施,使工作面瓦斯抽采纯量达到25.86 m3/min,抽采率达73%,回风流瓦斯浓度稳定在0.7%以下,减少了瓦斯涌出量,有效解决了工作面上隅角与回风流瓦斯超限问题。     

深部高瓦斯沿空留巷工作面立体瓦斯抽采技术及应用

深部高瓦斯沿空留巷工作面具有瓦斯涌出量大、透气性差、抽采难度大特点,针对各瓦斯源,提出了多元立体抽采技术。通过本煤层钻孔预抽瓦斯、高位钻孔抽采戊组邻近层卸压瓦斯、裂隙带高位钻孔抽采和下向拦截钻孔抽采丁组煤卸压瓦斯等手段,有效控制了工作面瓦斯浓度。瓦斯抽采效果考察表明,回采面推进对邻近层卸压瓦斯抽采有关键影响,高位裂隙带瓦斯抽采钻孔层位为11.3～14.75倍采高时有最佳瓦斯抽采效果。通过瓦斯源头控制的立体抽采技术,实现了工作面安全高效回采。     

高瓦斯低透气性单一厚煤层瓦斯治理技术研究

针对蒋家河煤矿高瓦斯低透气性单一厚煤层综放工作面瓦斯预抽难度大,综掘机截煤瓦斯涌出强度大,放顶煤落煤瓦斯涌出不均衡,上隅角瓦斯积聚严重的问题。通过分析煤层瓦斯涌出特点,针对各瓦斯来源,采取采前半扇形钻孔预抽本煤层瓦斯、回采时顺层平孔抽采卸压区内瓦斯、大断面低位煤层"类钻孔"抽采顶煤及采空区瓦斯以及上隅角骨架风筒辅助抽采采空区瓦斯。这4种抽采方法在时间及空间上对ZF202工作面进行立体交叉抽采,初步形成针对高瓦斯低透气性单一厚煤层在综放开采工艺条件下的"四位一体"瓦斯治理技术,取得了很好的瓦斯治理效果。     

特厚煤层综放工作面瓦斯抽采技术

崔家沟煤矿2303综放工作面存在抽采难度大、瓦斯涌出量大的问题,为此进行了特厚煤层综放工作面瓦斯抽采技术实践。分析综放工作面瓦斯赋存情况,首先采用分源预测法对2303工作面进行瓦斯涌出量预测,然后采取本煤层钻场扇形钻孔预抽、上隅角采空区埋管抽采、回风巷钻场高位钻孔抽采及顶板高位大直径定向长钻孔相结合的方法进行了瓦斯抽采。实践结果表明,采用分源预测法不仅预测了瓦斯涌出量,也可以掌握瓦斯的涌出来源;该方法对瓦斯抽采效果较好,抽采率满足要求,从而在一定程度上保证了工作面安全高效生产,可以为本矿其他综放工作面及同类高瓦斯矿井特厚煤层瓦斯抽采技术提供参考依据。     

高瓦斯煤层群煤柱综采工作面立体抽采技术研究与实践

在平煤股份一矿开采高瓦斯、近距离自燃煤层群背景下,对戊10-31100综采工作面过煤柱期间瓦斯涌出量进行预测,探索出了综合运用预抽邻近层采空区瓦斯、工作面上隅角插管抽采瓦斯、高位迎面斜交钻孔抽采瓦斯、高位抽采巷抽采瓦斯和导入法抽采瓦斯等有效的立体抽采技术实施后,杜绝综采工作面瓦斯超限事故,实现煤层群煤柱综采工作面安全高产高效。     

低阶厚煤层立体分层抽采瓦斯技术及应用

低煤阶煤层气资源受到了越来越多的关注,有望成为新的研究热点和煤层气勘探开发新领域。基于神东煤炭集团保德煤矿主采的8号煤层属典型的结构复杂低阶厚煤层的特点,开展了低阶厚煤层立体分层抽采瓦斯技术的研究。通过对矿井原有封孔工艺的改进,应用煤矿井下钻孔抽采瓦斯效果预测平台,优化8号煤层回采工作面瓦斯预抽钻孔的布孔工艺,进一步应用井下双向立体交错钻孔联合抽采瓦斯工艺实施回采前的工作面瓦斯治理,使之形成立体分层抽采瓦斯的格局。工程应用结果表明,应用低阶厚煤层立体抽采瓦斯技术可有效降低煤层瓦斯含量,使工作面实现回采前的瓦斯抽采达标。试验期间,累计抽采瓦斯量1 651.93万m³,瓦斯的预抽率达58.96%。     

深井特厚煤层短壁工作面快速回采条件下瓦斯防治技术

针对深井特厚煤层短壁工作面快速回采条件下瓦斯治理的难题,以唐口煤矿6305综放工作面为工程实例,利用分源预测法对6305工作面掘进及回采期间的瓦斯涌出量进行预测,分析了瓦斯涌出量的构成。基于瓦斯涌出特征,提出以高位钻孔为主,隅角埋管、尾巷、水平长钻孔进行时空配合的深井特厚煤层综放短壁工作面瓦斯综合防治技术体系,考察了瓦斯综合治理效果并总结出不同抽采方式的瓦斯抽采规律。实践表明,瓦斯综合治理技术保障了综放工作面的安全生产。