石门揭煤深孔预裂爆破增透效果试验研究

针对低透气性突出煤层钻孔抽采瓦斯难、石门揭煤速度缓慢等问题,研究了低透气性煤层深孔预裂爆破卸压增透的防突机理,通过理论分析、深孔预裂爆破药柱研发及现场试验相结合的方法,测试了淮南矿区某矿东四采区B组5-2煤层深孔预裂爆破煤层松动半径;依据此参数,优化设计了5-2煤层抽采钻孔和爆破孔。结果表明:在低透气性突出煤层实施深孔预裂爆破增透技术措施后,煤体的弹性潜能得到有效释放,煤层瓦斯压力梯度降低,有效消除了激发突出的应力,煤层的透气性系数提高了123倍,煤层瓦斯抽采纯量比爆破前提高了6~9倍,石门揭煤时间大幅缩短,仅为47 d,比传统的揭煤方法揭煤时间缩短近2个月,为采掘正常接替提供了保证。     

深孔预裂爆破增透技术在石门揭煤中的应用

针对大湾煤矿煤层松软,透气性差,现有石门揭煤技术工程量大,揭煤时间长等问题,特提出应用深孔预裂爆破增透技术提高瓦斯抽采效率。应用结果表明,该技术工艺简单、安全可靠,且预裂爆破后效果显著,大幅提高了瓦斯抽采效率,同时也降低了抽采成本,有利于实现煤矿的安全高效生产。     

三汇一矿煤层增透与强抽技术在石门揭煤中的应用研究

突出煤层透气性差,矿井主系统抽放负压低,造成石门揭煤前抽放达标时间长。矿井采用水力割缝技术对煤层进行增透,再利用移动式抽放泵对瓦斯进行高负压强抽,缩短了石门抽放达标时间,使石门揭煤安全、快速,以满足矿井采掘部署需要。     

水力割缝增透技术在石门揭煤中的应用

石门揭穿突出煤层具有突出强度大、密度大、对矿井安全生产造成严重威胁的特点,为保证安全高效地实现石门揭穿突出煤层,通过在白龙山煤矿一井一采区下部车场石门揭C7+8突出煤层施工瓦斯预抽钻孔期间,对部分钻孔采取水力割缝增透技术措施,大大提高煤层透气性,在提高抽采效果的同时降低煤层瓦斯压力和瓦斯含量、缩短石门揭煤工期,实现安全高效揭煤的目的。试验结果表明:采取水力割缝增透措施后,单孔平均抽采浓度24.7%,最高78.6%,较普通工艺钻孔提高8.2倍;日抽采瓦斯纯量最高1713.6m~3,较普通工艺钻孔提高6倍;采用水力割缝增透工艺的石门揭煤区域预抽时间提前60%。     

高突低透气煤层石门揭煤深孔预裂爆破增透技术应用数值研究

西南地区地质构造复杂,煤层赋存不规律,煤层透气性差,瓦斯压力大,导致煤层石门揭煤危险性大,达标周期长。深孔预裂爆破技术通过爆破产生的应力波对钻孔周围的煤岩进行致裂增透,提高煤层抽采效率,有效保障揭煤的安全实施。对深孔预裂爆破应力波有效影响范围进行数值模拟,主要模拟双孔爆破的应力分布云图和曲线;在贵州某矿石门揭煤过程中应用该技术,进行工程验证。现场考察了致裂区域的煤层透气性系数、衰减系数、抽采浓度和流量等参数,考察结果表明:抽采浓度提高了1.25倍。考察结果和数值模拟结果基本一致。     

水力割缝增透技术在近距离煤层群石门揭煤中的应用

水力割缝技术利用高压水射流对煤体进行切割冲刷,改变钻孔周边煤体应力分布扩大裂隙,实现对煤体的卸压增透。针对白龙山煤矿瓦斯治理难度较大的问题,以白龙山煤矿一井一号回风斜井为例,采用水力割缝增透技术,通过适当配置割缝增透设备,合理布设水力割缝钻孔,取得良好的应用效果,单孔出煤量和单元抽采浓度等指标提升明显,在巷道揭煤过程中实现了“零超限、零漏顶、零突出”的目标。     

煤层深孔聚能爆破致裂增透工艺研究

针对低透气性煤层瓦斯抽放率低问题,将聚能爆破技术应用于煤层增透中,制定了聚能爆破增透工艺,并将增透工艺分为选址、打钻、装药、封孔、引爆5个步骤.在深孔聚能爆破致裂机理研究的基础上,进一步分析了煤层深孔爆破影响半径及其与装药不耦合系数的关系.以郑州大平煤矿13091工作面为例,对煤层深孔聚能爆破增透瓦斯抽放工艺技术可行性进行了验证.     

松软突出煤层石门快速揭煤技术应用

松软突出煤层石门揭煤问题已成为制约煤矿安全快速发展的关键因素。为安全快速揭开石门,通过研究制定了煤层固化,穿层抽放,深孔爆破提高抽放效果等方法,安全高效揭开了石门。     

二氧化碳致裂器深孔预裂爆破煤层增透新技术

针对低透气性煤层瓦斯抽采难度大、预抽效率低的问题,研发出二氧化碳致裂器深孔预裂爆破煤层增透新技术,通过理论分析、现场试验和数值模拟研究发现:采用二氧化碳致裂器在煤层中进行深孔预裂爆破,可促进煤层孔隙系统发育,提高煤层的透气性,达到强化抽采瓦斯的目的。贝勒煤矿井下试验结果显示,致裂后钻孔瓦斯流量增大3.8~6.7倍,钻孔瓦斯流量衰减系数由0.691 1 d-1降为0.052 8 d-1,煤层透气性系数提高26倍,预裂影响半径达4.5~5.7 m,在很大程度上改善了矿井瓦斯治理的效果,降低了瓦斯治理的经济成本,确保了煤矿采掘接替和安全生产。     

水力化卸压增透技术在石门快速揭煤中的应用研究

为了解决西南地区松软煤层所面临的瓦斯抽采难度大、消突时间长的难题,在新维煤矿石门揭穿8^#突出煤层期间,通过抽采钻孔,采用单孔多次高压水力割缝形成缝槽,并同时实施中压注水实现导向性水力压裂的煤层增透方法,增加了待揭露区域煤层的透气性,缩短了预抽时间。结果表明：高压水力割缝形成缝槽为水力压裂起到一定的导向作用,水力压裂裂缝和割缝缝槽共同形成连贯塑性区;经过水力化措施后,煤层透气性提高,单孔抽采瓦斯流量平均提高2倍;单孔抽采瓦斯浓度平均提高3倍左右,实现了石门快速揭煤。     

石门揭煤过煤门段施工技术方案探讨与实践

通过何庄煤矿运输石门揭煤过煤门段巷道加固实践,详述了基建矿井运输石门揭穿突出煤层段时采用的方案选择、施工方法及控制技术,为同类煤矿石门揭煤过煤门段巷道支护选择提供了技术借鉴。     

石门揭穿突出煤层预留岩柱最小厚度的确定

针对目前石门揭穿突出煤层仅靠经验确定的情况,从岩石力学角度,采用快速拉格朗日数值计算方法,并对东山煤矿东二石门揭穿3#突出煤层时预留厚度分别为5、3、2、1 m的岩柱进行研究,研究结果直观形象地展现了石门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。     

高瓦斯缓倾斜突出煤层构造顶(底)板石门揭煤技术研究

基于缓倾斜突出煤层的传统石门揭煤技术中存在的穿越石门、煤门距离长、突出危险性大等问题,深入探讨了构造石门顶(底)板法石门揭煤技术。结合薛湖煤矿二2突出煤层2108风巷揭煤具体情况,应用构造顶板石门揭煤工艺,详细讨论了施工过程中应注意的关键环节。实践证明,构造顶(底)板法能够有效安全地揭穿高瓦斯缓倾斜突出煤层。     

缓倾斜突出煤层石门揭煤瓦斯灾害治理模式

白羊岭煤矿15#煤层为缓倾斜突出煤层,由于受断层影响,在掘进过程中频繁面临石门揭煤。预计揭煤地点有断层发育,且均处于采掘应力叠加带。为了确保井底车场副井绕道石门揭煤过程中安全揭穿缓倾斜突出危险性煤层,提出了施工探煤孔控制煤层层位、施工瓦斯超前排放孔、排放钻孔效果检验、安全揭煤的治理模式,并进行了现场实践。结果表明:该方法效果显著,施工安全,消除了石门揭煤中的动力现象,确保了安全揭煤,矿井建设速度得以提高。     

石门揭露冻结煤层瓦斯突出过程的数值模拟

针对新提出的石门揭煤注液冻结防突方法,根据煤与瓦斯突出与煤层力学性能、煤层冻结温度之间的关系,结合人工冻结工程实践,采用岩石破裂过程分析RFPA2D系统,确定模型尺寸和边界条件,建立了石门揭露冻结煤层过程气固耦合数学模型。设定冻结温度下煤层的单轴抗压强度、弹性模量及瓦斯压力等相关参数,数值模拟了不同冻结温度下龙家山煤矿-400 m水平2#石门揭露6#煤层过程。数值模拟表明:当6#煤层温度降为-10～-20℃时,该石门揭煤工作面突出危险性将大为降低。综合冻结时间、能源消耗和防突效果,选定-10℃作为该石门揭露冻结煤层控制温度,可以提高突出矿井石门揭煤工程的经济效益。     

高压脉冲水射流切缝技术在石门揭煤中的应用

分析了平煤股份四矿三水平副井己15专回通路煤层赋存条件,编制了石门揭煤方案,设计了高压水射流钻孔切缝实施工艺。现场试验表明,高压脉冲水射流切缝技术的钻孔数减少35.5%,石门揭煤时间缩短35%以上,实现了安全快速揭煤的预期目标。     

低透气性煤层深孔聚能爆破增透技术及实践

针对松树镇煤矿低透气性煤层瓦斯抽采率低的问题,在矿井瓦斯地质研究基础上,分析了聚能爆破煤体致裂机理,将爆破裂隙划分为粉碎区、裂隙发育区和裂隙扩展区,同时对爆破钻孔、装药及封孔工艺进行了设计,并现场应用了深孔聚能爆破增透技术。结果表明,聚能爆破后抽采钻孔平均瓦斯浓度是爆破前的1.70～3.21倍,爆破影响区平均瓦斯体积分数均值为11.26%,是非影响区的2.21倍,而且装药长度越大,爆破增透效果越显著。     

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。     

“三软”不稳定突出煤层反揭煤实践

郑煤集团公司告成煤矿针对“三软”不稳定煤层在正常揭煤情况下存在的安全隐患及经济效益问题,采用反向揭煤法,从21021上副巷开口施工煤下山,由煤层逐渐过渡到全岩,然后完成21011车场的贯通工作。该方法具有缩短工期、安全效益好的特点,具有一定的借鉴和推广价值。     

深孔预裂爆破技术在巷道揭煤中的应用研究

淮南某矿区在巷道掘进揭穿13-1煤过程中,由于13-1煤具有瓦斯突出危险性,很大程度上制约了巷道掘进速度。为了缩短施工周期,快速消除突出危险性,采用深孔预裂爆破技术,分多次爆破,增加岩体-煤体透气性,提高瓦斯抽采量。现场考察了深孔预裂爆破煤层增透后瓦斯抽采纯量较爆破前增大了2倍,提高了煤层瓦斯抽采率,从而使井筒揭13-1煤层工期大大缩短,确保了巷道揭煤安全。