立井揭穿突出煤层综合防突技术研究及应用

通过对渝阳煤矿水井湾排矸立井施工依次揭开6#,7#,8#三层突出危险煤层的工程实践,建立了以超前探测、危险性预测,区域以及局部防突措施、安全防护措施、渐进式揭煤、钻孔注水、环形截流钻孔等为一体的全套工艺技术,实现了水井湾排矸立井安全快速揭开突出煤层,对同类型立井揭穿突出煤层施工具有较强的指导与参考价值。     

立井揭穿突出厚煤层若干问题的探讨

以东大煤矿回风立井揭穿突出厚煤层为工程实例,对揭煤期间的若干关键问题进行了探讨。通过东大矿的成功实施,总结出一种简单有效的下向钻孔瓦斯压力测定方法,并形成了一套井筒揭穿突出厚煤层期间的区域措施及效检、爆破及支护措施,以及在煤层段的防突技术,保证了井筒安全顺利的揭煤。     

立井揭穿突出危险煤层的预排瓦斯防突方法

介绍立井预排瓦斯防突机理及芦岭副井、大兴主井和赵各庄暗立井防突方法.     

煤与瓦斯突出过程的力学作用机理

以“煤与瓦斯突出是一个力学破坏过程”的认识为前提,通过理论分析和数值模拟,对煤与瓦斯突出过程的力学作用机理进行了深入研究.对突出的准备、发动、发展和终止过程重新进行了划分,给出了各个过程详细的描述.在突出准备阶段,围岩发生应力集中和强度破坏,为后续的失稳创造了条件.突出的发动是围岩的突然失稳以及失稳煤岩的快速破坏和抛出.突出的发展是突出孔洞壁煤体由浅入深逐渐破坏并抛出的过程,主要受控于孔洞壁煤体的应力分布以及孔隙和裂隙中的瓦斯压力对煤的拉伸和剪切破坏,并可分为粉化和层裂2个阶段.突出孔壁受堆积煤岩的支撑或孔洞形状变化促使孔洞壁煤体受力状态的改变是突出终止的主因.     

平煤二矿进风井井筒揭穿煤与瓦斯突出煤层实践

立井揭煤虽然在技术和工艺方面与石门（斜井）揭煤有相同之处,但也有其特殊性。根据平煤二矿三水平进风井揭穿戊组煤层的施工实践,阐述了立井揭穿煤与瓦斯突出煤层的技术参数及工艺要求,以及取得的效果。     

立井井筒煤与瓦斯突出事故的处理

立井井筒在施工过程中发生煤与瓦斯突出,具有危险性大、井筒内高浓度瓦斯难以处理、处理时间长等特点。介绍了望峰岗矿主井井筒揭煤期间发生的煤与瓦斯突出事故、事故的抢险程序及方案,具体的实施措施、处理事故中遇到的难题,以及对发生事故的反思。此次事故的安全、快速的抢险方案对处理立井井筒煤与瓦斯突出事故具有一定的参考价值。     

立井揭穿突出煤层安全岩柱最小厚度的确定

针对目前立井揭穿突出煤层安全岩柱厚度仅靠经验确定的情况,从岩石力学角度出发,采用数值模拟计算的方法,对潘三矿深部进风井揭穿11-2突出煤层时预留厚度分别为5m,3m,2m,1.5m的岩柱进行研究,研究结果直观形象地展现了立井掘进过程中不同预留岩柱承受的应力分布状态和塑性破坏程度,从而确定了合理的最小预留岩柱厚度,为现场试验提供了理论指导。     

复杂地质条件下高突煤层群立井揭煤技术

针对渝阳煤矿水井湾回风立井揭煤面积大、地质条件复杂、透气性低、高突煤层群连续揭露的特点,采用优化抽采钻孔设计、穿层钻孔联合抽采、抽采数据监控抽采过程、水力压裂增透等联合防突措施,实现对立井揭煤区域突出危险性有效防控。同时,采用“五步法”预测揭煤对各煤层进行渐进式检验,确保井筒8层煤其中5层煤为突出煤层的安全、高效揭煤。为复杂地质条件下高突煤层群揭煤工作起到良好的示范作用。     

立井揭高瓦斯深埋煤层围岩力学特性数值模拟研究

为从细观结构层次上研究立井揭穿高瓦斯深埋煤层时围岩的力学特性,利用基于含瓦斯煤岩破裂过程固-气耦合动力学模型开发的RFPA2D-Flow软件,对立井揭煤时围岩的应力演变,瓦斯压力梯度场发展,瓦斯运移规律进行了数值模拟研究,对揭煤时煤与瓦斯突出过程从细观上进行了再现。数值模拟结果表明高地应力、高瓦斯含量和梯度、较厚的松软煤体综合影响立井揭穿高瓦斯深埋煤层时的力学特性并增加了煤与瓦斯突出的危险性。     

立井井筒掘进工作面煤与瓦斯突出RFPA仿真模拟研究

通过建立立井井筒物理力学模型,运用RFPA2D对立井井筒掘进工作面煤与瓦斯突出过程进行模拟,再现井筒揭煤时煤与瓦斯突出过程,分析所得图表,总结立井井筒掘进工作面煤与瓦斯突出的一些规律,为立井井筒揭煤制定合理有效的煤与瓦斯突出防治措施提供理论依据。     

淮南矿区深立井安全快速揭煤技术

基于淮南矿区深立井筒掘砌施工揭露煤层较多,影响安全快速建井效率,施工难度也相应加大。为此,分别采取了井筒内同一水平对煤层进行前探、测压及消突,利用井下巷道对井筒煤层进行消突,地面预注浆期间,利用钻机施工掏穴钻孔加速消突,用新型化学材料快速封堵测压钻孔,优化瓦斯连续抽采管路合茬技术,利用伞钻施工煤层注浆孔,对煤层进行壁后注浆加固等创新举措,大大简化了揭煤工序,缩短了揭煤工期,提高了井筒揭煤施工安全性,也为深立井筒安全快速施工创造了可观安全、经济效益,值得推广应用。     

深立井井筒揭穿低透气性突出煤层综合防突技术

随着我国煤炭地下开采水平的提高,煤炭开采深度加大,深立井井筒的建设工程逐年增多,深部煤层的透气性低、瓦斯压力大等增加了立井施工困难。本文以顾桥矿深部进风井井筒揭穿6＃煤层为例,提出并采用了扩孔、深孔爆破以及边抽边掘综合防突技术,瓦斯抽采纯量提高了1～2倍,煤层瓦斯含量由12.7 m3/t降低至0.38 m3/t ,瓦斯压力由5 M Pa降低至0.53 M Pa ,有效地消除了煤层的突出危险性,保障了工作面安全高效揭穿突出煤层。     

漳村矿二水平回风立井快速施工

立井井筒采用国内目前最先进的施工技术和混合作业施工法 ,采用立井机械化配套 ,即采用大绞车、大吊桶提升出矸 ,大抓岩机抓岩 ,大段高 (3 0m)整体下行刃脚金属液压模板砌壁 ,6臂伞钻打眼。光面、光底、弱震、弱冲深孔光爆技术 ;改善作业方式 ,实行“混合滚班制”作业和“千分制”计件承包 ,提高正规循环率 ;实行工作面预注浆和壁后注浆 ,有效控制井筒涌水 ;实施项目法管理 ,实现快速施工     

立井揭近距离多煤层瓦斯压力联合探测技术及应用

针对近距离多煤层提出了一种联合探测技术,该方法能够快速探清所有待揭煤层的赋存状况,并测出各个待揭煤层的瓦斯压力,不仅节约时间和成本,还能为揭煤过程制定安全措施及方案调整提供参考,保证了安全生产。最后利用该方法对吴家峁煤矿回风井的4#煤和5#煤进行联合前探测压,取得了良好的效果。     

立井井筒揭煤瓦斯排放钻孔布置参数的确定方法

针对立井揭煤瓦斯排放钻孔的环形布置方式,建立了钻孔设计参数的数学模型,并完成了排放钻孔相关参数的计算,提高了钻孔设计质量和实用性。     

煤粉对煤层气直井产量的影响

根据煤层气藏的特点,利用渗透率平行路径模型和煤层气渗流控制方程推导稳态情形时煤层气直井产量公式。结果表明,对于不同的非堵塞路径占总孔隙路径的百分比,煤粉产出时煤层渗透率和煤层气直井产量有可能增大,也有可能减小。实例计算结果与实际生产资料一致,证明了该方法的可靠性。     

立井揭煤打钻施工方法

通过在淮北矿务局桃园矿新副井立井揭煤施工大量排放钻孔的实践,介绍了钻机的固定和移动不用钻机平台,使用工作面铺设环行轨道的方法及注意事项,立井打钻供水利用现场的井筒涌水,从而达到快速经济的施工。     

立井揭突出煤层工作面消突效果检验

金能公司3#煤层为煤与瓦斯突出煤层。在副立井揭穿3#煤的过程中,该公司制定实施了副立井揭煤方案。井筒施工至煤层垂距30m时打前探钻孔,测定瓦斯压力,取样分析,根据结果进行瓦斯排放。排放完成后,再次测压,并采用钻屑瓦斯解析指标K1值来检验消突效果。