突出煤层水力冲孔卸压增透效果数值模拟研究

为了探究水力冲孔技术对突出煤层的卸压增透效果,选取典型的严重突出煤层工作面作为对象,通过分析水力冲孔对煤层增透卸压的作用机理,进而再考虑有效应力及煤体基质收缩综合作用,引起渗透率动态演化的条件下,构建了煤层瓦斯流动的气固耦合模型,利用COMSOL-Multiphysics数值模拟软件对该矿条件下水力冲孔的增透卸压的影响范围进行模拟。得到了不同冲出煤量情况下煤层瓦斯压力及地应力的分布与变化,从而确定了水力冲孔在不同出煤量时的有效半径和影响半径。     

水力冲孔在突出矿井的应用研究

坦家冲煤矿为突出矿井,针对煤层衰减系数大、透气性低导致矿井瓦斯抽采浓度不高、抽采效果不佳的特点,提出了水力冲孔的措施。试验表明,水力冲孔措施能冲出大量煤量和排出大量瓦斯,钻孔的孔径扩大至7～10倍,钻孔平均浓度提高了2倍左右,使得煤层的衰减系数减低,透气性增加,极大地提高了瓦斯抽采效果。     

水力冲孔卸压增透技术在义安矿的应用

为了解决义安矿高瓦斯、低透气性、抽采效果差等问题,采用水力冲孔卸压增透技术对这些问题进行治理。主要介绍水力冲孔卸压增透技术的消突原理及其施工工艺。工程实践表明,冲孔后煤层瓦斯压力降至3.5m3/t,瓦斯压力为0MPa,煤层透气性提高,瓦斯抽采效果明显改善。为矿井的安全生产提供保障。     

水力冲孔倾角优化研究

为了研究水力冲孔倾角对水力冲孔效果的影响规律,基于河南平禹煤电有限责任公司白庙矿二1煤层,介绍了水力冲孔消突机理,通过数值分析、现场实践相结合的方法,阐述了水力冲孔后,塑性破坏范围、出煤量与冲孔倾角之间的关系。研究表明,在特定的区间内,随着冲孔倾角的增大,塑性破坏范围和出煤量均呈现先减小后增大的类余弦变化规律,且减小的变化率明显大于增大的变化率。     

水力冲孔快速消突效果分析

以淮南矿业集团潘二矿为研究背景,研究水力冲孔卸压增透的防突机理,阐述了水力冲孔的工艺流程,并结合水力冲孔有效影响半径,确定了巷帮钻场钻孔的合理布置方法,研究结果表明:采取水力冲孔后,可有效消除激发突出应力和煤体结构的不均匀性,提高煤体强度和煤层透气性,使巷帮钻孔瓦斯抽放量大幅度提高,煤层透气性提高了4.7倍。     

红阳二矿水力冲孔增透技术研究及应用

针对红阳二矿12煤层透气性低、底抽巷穿层钻孔瓦斯抽采效率偏低难以满足预抽要求的情况,基于水力冲孔卸压增透机理,提出采用水力冲孔和普通钻孔预抽相结合的钻孔布置方式进行高效抽采。研究结果表明:水力冲孔在低透突出煤层区域瓦斯抽采消突措施中应用效果显著,采取水力冲孔措施的34 d内,钻孔的平均瓦斯抽采浓度是普通钻孔的2.5倍,平均瓦斯抽采纯量是普通钻孔的4.4倍。     

告成煤矿水力冲孔技术应用研究

针对煤矿低透气松软的严重突出煤层,结合告成煤矿工作面水力冲孔工程。利用RFPA2D-Flow软件模拟分析出了水力冲孔过后钻孔周围煤体瓦斯场的变化情况,结果与现场试验的数据基本相符,即在采用水力冲孔措施后的钻孔周围煤体较大范围内得到卸压增透。     

水力冲孔卸压增透区域消突技术应用

文章分析了底板巷水力冲孔消突技术的防突机理,介绍了水力冲孔的工艺流程,提出了"三步抽"的施工工艺。研究表明,采用水力冲孔区域消突措施,可有效的消除突出应力,释放大量瓦斯,大幅度的增加煤层的透气性,起到了综合防突的作用,保障了工作面的安全回采,经济效益和社会效益十分显著。     

煤层底板穿层钻孔水力冲孔技术的应用及效果考察

采用底抽巷穿层钻孔水力冲孔卸压增透措施,可以有效增强煤层的透气性、扩大抽采半径和提高瓦斯抽采效果。基于水力冲孔卸压增透原理,对郑州矿区振兴二矿突出煤层实施底板穿层水力冲孔,考察水力冲孔前后瓦斯抽放浓度、煤层透气性和瓦斯流量衰减系数等的变化。试验结果表明:单孔平均瓦斯抽放浓度在水力冲孔后为11.02%,较未采取增透措施时的2.14%,提高了4倍;煤层透气性系数在采取措施后提高了39倍;瓦斯流量衰减系数则减小了近3倍。同时运用压力法测得该矿水力冲孔有效抽放半径为10 m。     

登封矿区低透气性松软煤层水力冲孔措施研究

针对登封矿区煤层松软瓦斯含量大透气性差的情况,采用数学计算方式计算了水力冲孔水射流破煤压力,利用COMSOL软件模拟分析了水力冲孔有效影响范围,研究了水力冲孔在煤矿低透气性松软煤层区域抽采消突措施中的应用效果,确定了适用于马池煤矿的水力冲孔技术参数。研究表明,在运用相关技术参数的情况下,水力冲孔在煤矿低透气性松软煤层区域抽采消突措施中应用效果显著。     

水力冲孔消突有效影响半径测定及钻孔参数优化

阐述了水力冲孔措施的消突机理,采用流量法和压力法相结合,确定了水力冲孔有效影响范围为7.6～8.0 m.针对义安矿的三软低透气性突出煤层的实际情况,将6.5 m作为水力冲孔有效影响半径,控制范围为倾向29 m,走向36 m.根据确定的水力冲孔有效影响半径,合理布置水力冲孔钻孔并优化钻孔布置参数,在防止消突范围内出现空白带的情况下,原来施工的每个钻场布置的20个水力冲孔钻孔减少到14个.     

水力挤出技术在突出危险工作面的应用

介绍了水力挤出防治煤与瓦斯突出技术在平顶山天安公司八矿戊9-10-12140突出危险工作面的应用,通过合理选择注水压力、注水量等注水参数,达到了消突的效果,工作面实现了安全快速掘进。     

底位巷水力冲孔有效影响半径考察及治理效果研究

底位巷水力冲孔是以岩柱作为安全屏障,在上覆所保护的煤层中冲出一定量的煤体,形成一个孔径较大的孔洞,其卸压影响半径比常规抽放钻孔半径要大几倍。通过对首山一矿水力冲孔有效影响半径及治理效果的考察,水力冲孔有效抽放半径比常规抽放半径增加了1.1倍以上,水力冲孔钻孔单孔流量大幅度提高,相同时间内瓦斯抽放量是未采取水力冲孔的抽放钻孔瓦斯抽放量的4倍,水力冲孔瓦斯治理效果显著,解决了常规穿层钻孔预抽煤层瓦斯的不足。     

防突型自动风门在突出矿井的应用

介绍了液压传动防突型自动风门的工作原理,以及在煤与瓦斯突出矿井通风系统运行安全和矿井防突管理方面的作用,为矿井通风系统的可靠运行及煤与瓦斯突出事故的防治创造了有利条件,展示了其在高突矿井通风安全和瓦斯管理方面的广泛应用前景.     

九里山矿水力冲孔有效抽采半径考察研究

九里山针对矿井瓦斯压力大、含量高、透气性差的特征,实施了穿层钻孔水力冲孔增透措施,采用压降法考察实施该措施后的煤层有效抽采半径。结果表明,冲孔强度不小于0.4t/m水力冲孔条件下,预抽180d时钻孔有效抽采半径约为3.98m,335d可将有效抽采半径(3.98m)范围内瓦斯含量抽采至6m^3/t以下。若以180d抽采期进行计算,抽采半径则不应大于3.32m。     

深孔水力压裂技术在突出煤层中的应用

为解决掘进过程中瓦斯多次超限的问题,2009年9月14日在16021工作面回风巷掘进过程中进行了深孔水力压裂试验,试验结果表明深孔水力压裂技术用于突出防治也是切实可行的。深孔水力压裂卸压后,大大提高两帮钻场月抽出纯量和百米流量,降低了掘进工作面的瓦斯绝对涌出量,减轻了工人的劳动强度,提高了掘进速度,达到了突出煤层工作面快速消突的目的,保证了综采面的安全高效生产。     

溜煤筒系统在高突掘进工作面的应用

中平能化集团六矿运输系统中使用的40 t刮板输送机事故率高,给生产带来了诸多不便。介绍六矿高突掘进工作面采用溜煤筒替代40 t刮板输送机的技术。详细阐述了整个保护系统的设计原理。该技术的应用不仅保证了安全生产,而且降低了掘进成本,取得了明显的经济效益。     

浅析高突矿井水力掏煤快速消突工艺

胡底煤矿为突出矿井,因高地应力、高瓦斯等问题,瓦斯治理难度较大。3号煤层赋存不均衡,顶板和底板均存在100～300 mm的软分层,在工作面防突检测中经常造成钻屑量超标甚至突出的危险,影响煤巷安全高效掘进和综采面回采。针对此情况,主要采取对软分层进行水力掏煤,达到了钻屑量不超标的目的,确保了矿井安全生产。     

突出煤层钻孔有效抽采半径测定新方法

 为了提高钻孔有效抽采半径的计算速度和精度,以卧龙湖煤矿7煤为研究对象,总结了现有瓦斯抽采有效半径测定方法,分析了瓦斯流动是应力场、变形场和瓦斯流动场间的动态气固耦合过程,提出了采用COMSOL模拟软件计算抽采有效半径的方法。基于达西定律,建立了瓦斯流动方程,设定了应力位移和瓦斯流动边界条件。将现场测定的瓦斯压力、瓦斯含量、瓦斯流量、透气性系数和抽采负压等瓦斯参数带入计算模型进行数值计算。结果表明：该方法相对于传统方法快捷简便,计算周期短     

水力冲孔影响范围数值模拟研究与应用

针对某矿为了解决"三软"低透气性突出煤层抽采困难,采用水力冲孔卸压增透强化抽采措施时遇到的影响范围难以确定的问题,通过分析水力冲孔作用机理,运用瓦斯流动理论与方法建立钻孔周围流固耦合模型;利用COMSOL Multiphysics数值模拟软件对水力冲孔的卸压增透范围进行模拟,采用现场试验的方法对数值模拟结果进行考察,验证了数值模拟的正确性。