瓦斯区域治理新方法探索与实践

因煤与瓦斯突出矿井区域面临各种各样的局限。华晋焦煤有限责任公司沙曲一矿根据矿井煤层赋存条件,研究出了一种先以地面水平定向井施工至井下目标煤层,再从井下与地面水平定向井在煤层中的钻孔进行对接的瓦斯区域治理新方法。此方法可以利用矿井现有的瓦斯抽采利用系统从井下进行抽采,在可达到区域预抽目的的同时,还可以减少抽采利用的投资。这种地面水平定向井钻孔与井下抽采系统对接的区域瓦斯抽采新方法,发挥地面水平井与井下区域方法的优势、弥补其劣势,极大地提高了煤矿瓦斯的抽采效率。     

地面抽采煤层气对高瓦斯矿井瓦斯治理的意义

论述了在高瓦斯矿井,井下钻孔抽采是矿井瓦斯治理的基本方法,但该方法存在瓦斯治理时间和空间局限性的问题。地面抽采方法可以对矿井规划采区进行有效的抽采,摆脱井下抽采的局限性,从而解决井下瓦斯治理存在的问题。     

地面钻井抽采瓦斯的技术研究和发展

为了提高瓦斯抽采量和节约井下瓦斯抽采时间,地面瓦斯抽采的研究不仅为瓦斯抽采方法提供了一种新的途径,同时也为矿井井下通风与抽采减轻了负担,在消除隐患的前提下,也提高了矿井生产能力。简要论述了国内外地面钻井的研究现状,列举了我国实施地面钻井抽采的成果,从自然可观因素和技术因素两个方面说明了影响地面钻井瓦斯抽采的各种因素,分析了地面钻井抽采的三个过程:在预抽采前,为了提高抽采效果,提供了增加煤层透气性的方法措施;分析了卸压抽采与采空区抽采瓦斯阶段的关键技术点。总结了地面瓦斯抽采的三个过程,得出"一井三用"综合抽采瓦斯方法的重要性,在"一井三用"的基础上总结出大直径地面钻孔抽采瓦斯是未来研究地面钻井的方向。     

综合抽采防治煤与瓦斯突出技术的应用探索

本文介绍晋城煤业集团寺河矿西区、北区试验利用地面钻井斟探抽采、井下顺煤层长钻孔区域性勘探抽采、掘进工作面短钻孔抽采和采煤工作面顺槽钻孔抽采的综合抽采技术,从而有效降低煤层瓦斯含量和瓦斯压力,遏制高瓦斯矿井有突出危险倾向性煤层向突出发展的趋势,对于保证矿井的安全开采具有重要作用。     

煤与瓦斯突出煤层防突技术研究及应用

突出矿井开采过程中,为防止煤与瓦斯突出,解决采掘接继难的问题,提出采取地面钻井抽采先行、井下顺层长钻孔区域抽采为主及穿层钻孔、采空区抽采为辅的防突综合治理技术,实际应用表明,煤层瓦斯含量明显降低,采掘接继难的问题得以改善,保证了矿井的安全、高效生产。     

贺西煤矿瓦斯灾害综合防治技术体系研究

针对贺西煤矿矿井煤层瓦斯赋存及地质条件,采取基于保护层开采技术的煤层瓦斯治理措施,以消除其突出危险性。在抽采钻孔的布置及抽采形式方面,形成了地面钻孔抽采与井下钻孔抽采相结合,卸压抽采与预抽相结合,穿层钻孔与顺层钻孔相结合,采前抽采与采中抽采相结合的立体瓦斯抽采模式,结合各煤层工作面采取的不同通风方式,取得了显著的瓦斯抽采效果,实现了矿井的安全高效开采。     

寺家庄矿井瓦斯治理技术经验探讨

阳煤集团煤与瓦斯突出灾害较为严重,寺家庄矿井作为阳煤集团的大型矿井,同时也是高瓦斯突出矿井,在瓦斯治理上积累了丰富的经验。文章根据寺家庄矿井实际情况,在分析瓦斯赋存规律的基础上,详细介绍了寺家庄矿井瓦斯治理方法,包括地面钻孔、顺层抽采、千米钻孔、高抽巷抽采等方法。该矿井较为成熟的瓦斯治理模式可为其他突出矿井瓦斯治理提供借鉴。     

内支撑骨架封抽技术在突出煤层瓦斯抽采中的应用

针对突出煤层瓦斯抽采钻孔维护及封孔现场存在的技术难题,以钻孔维护、封孔技术理论为指导,研究开发了内支撑骨架支管封抽一体化技术。在井下现场实施过程中,进一步优化了封孔、抽采施工工艺。现场实践表明,利用组合封孔器和与之相配套的带压封孔施工工艺,可有效解决松软突出煤层瓦斯抽采钻孔自稳时间短、封孔不严的技术难题,从而大幅度提高突出煤层瓦斯抽采效果,为突出矿井顺利实施煤与瓦斯共采提供技术支撑。     

突出煤层瓦斯抽采钻孔封孔技术

针对突出煤层瓦斯抽采钻孔封孔现场存在的技术难题,以钻孔封孔技术理论为指导,研究开发了组合封孔器带压封孔技术。在井下现场实施过程中,进一步优化了封孔施工工艺。现场实践表明,利用组合封孔器和与之相配套的带压封孔施工工艺,可有效解决本煤层瓦斯抽采钻孔封孔不严的技术难题,从而大幅度提高突出煤层瓦斯抽采效果,为突出矿井顺利开展煤与瓦斯共采技术研究工作提供技术支撑。     

水平分支井技术在抽采目的层瓦斯中的应用

为解决潞安矿区某矿主采3#煤层瓦斯含量高的难题,提出了水平分支井技术地面负压抽采与井下瓦斯抽采钻孔相结合的抽采技术思想。在N2202工作面实施瓦斯地面抽采试验水平井组施工项目,通过试验井组的共同作用实现瓦斯的快速抽放,为高瓦斯矿井实现边采边抽和解决矿井瓦斯隐患提出了很好的方式。     

高、突煤层消突及瓦斯综合治理工作的实践

根据鸡西矿区荣华立井7#煤层存在的突出和高瓦斯特征,采用了分阶段的瓦斯综合治理方法。通过采用保护层开采、本煤层瓦斯预抽、仰角钻孔、高位水平钻孔、低位钻孔、上部采空区贯通钻孔等综合瓦斯治理方法,成功地实现了突出煤层消突、高瓦斯工作面安全回采,实现了安全高效生产。     

大直径钻孔在瓦斯抽采中的应用

杉木树矿为煤与瓦斯突出矿井,瓦斯灾害严重,瓦斯抽采对矿井安全生产具有重大意义,而瓦斯抽采的关键影响因素在于煤层的透气性和抽采钻孔。由于以前施工的钻孔终孔孔径小（<75 mm）,有效抽采段长度短,抽采效果差,不利于瓦斯的抽采;采用直径大于120 mm的钻孔后,钻孔孔径增大,钻孔更深,有效抽采长度更长,孔内暴露面积更大,孔内裂隙较φ75 mm钻孔更发育,提高了煤层的透气性,抽采效果好。大直径钻孔在杉木树矿的成功应用,提高了抽采率,为杉木树矿创造了安全生产的条件。     

突出危险采煤工作面消突试验研究

为了在煤与瓦斯突出矿井厚煤层开采中应用放顶煤工艺技术,在鹤壁煤业集团公司五矿3302工作面采用了本煤层密集钻孔和穿层孔综合抽放瓦斯的消突技术,吨煤抽放钻孔量达到0.08m以上,采前瓦斯抽排率达到42.9%,采前残存瓦斯含量明显低于矿井始突点煤层瓦斯含量.采用单项指标法、综合指标法和残余瓦斯含量法对采前突出危险性进行评价,评价结论为无突出危险.据此采用放顶煤工艺进行生产,直至工作面回采结束,杜绝了煤与瓦斯突出事故.     

工作面打钻诱导突出机理分析及其预防措施

为分析煤矿井下工作面打抽放钻孔和防突钻孔过程产生的煤与瓦斯突出机理,分析了打钻时的突出过程,并从工作面煤岩体强度硬度、工作面三区分布规律、煤体的应力应变全过程、钻孔能释放地应力、钻孔周围煤岩塑性区半径、煤岩体流变机理等方面对该类突出进行了理论分析。研究结果和工程实践表明：工作面钻孔能有效排放工作面煤体中的瓦斯和降低瓦斯压力、增大工作面卸压区长度、增大工作面防突屏障厚度,起到防突效果;但在工作面打密集钻孔会破坏煤岩体原有结构、降低煤岩体原有的硬度和强度、降低工作面防突屏障的强度,同时在打钻孔过程会产生扰动,以致增大突出的危险性。所以工作面打钻孔具有防突和诱导突出双重作用。     

煤巷超前钻孔综合防突技术在高河煤矿的应用

超前钻孔是煤矿使用最广泛的一种防突措施。文章阐述了高河煤矿在煤巷掘进期间,采用本煤层打超前钻孔综合防突技术来解决瓦斯问题,通过实例分析,说明了超前钻孔综合防突技术对该矿的安全高效生产起到了关键的作用,同时也为高突矿井的煤巷掘进提供了一定的借鉴作用。     

采煤工作面顺层钻孔消突效果评价

为了消除石港煤矿15111工作面的煤与瓦斯突出危险性,采用顺层平行钻孔及交叉网格钻孔进行本煤层瓦斯预抽。依据《煤矿安全规程》及《煤矿瓦斯抽采基本指标》等规范,采用钻孔指标、瓦斯指标及瓦斯预抽率进行消突效果评价并分析了评价结果的可靠性。数据显示,预抽钻孔布置合理,吨煤钻孔量为0.136 m/t,没留空白带;残余瓦斯含量为1.70～7.94 m3/t,残余瓦斯压力为0.09～0.46 MPa;瓦斯预抽率达到30%以上。结果表明,15111工作面消突措施效果明显,突出危险性已经解除,可以实施安全回采。     

工作面突出危险性预测敏感指标确定

为了确定突出煤层工作面突出危险性预测敏感指标,确保工作面突出危险性的精准预测,以四季春煤矿6号煤层为例,通过总结分析邻近区域及矿井6号煤层煤与瓦斯突出特征,构建了6号煤层工作面突出危险性预测指标敏感性分析标准。依据构建的工作面突出危险性预测指标敏感性分析标准,结合矿井工作面预测条件和《防治煤与瓦斯突出细则》相关规定,综合考察了6号煤层工作面突出危险性预测指标钻孔瓦斯涌出初速度(q)、钻屑瓦斯解析指标(K_1)、钻屑量(S)的敏感性,结果表明:6号煤层工作面预测指标钻屑瓦斯解析指标(K_1)敏感性较好,能够响应煤层全部煤与瓦斯突出特征;钻屑量(S)敏感性一般,响应煤层部分煤与瓦斯突出特征;钻孔瓦斯涌出初速度(q)敏感性较差,不响应煤层煤与瓦斯突出特征。最终确定钻屑瓦斯解析指标(K_1)为四季春煤矿6号煤层工作面突出危险性预测敏感指标,为突出煤层工作面突出危险性预测敏感指标的确定提供了参考。     

沙曲矿北翼回风大巷揭过5~#煤层瓦斯排放技术

沙曲矿为高瓦斯矿井,北翼回风大巷在掘进过程中要通过5#突出煤层,为了保证安全施工,对5#煤层采取以钻孔瓦斯排放为主的防突措施。本文根据现场实际情况,通过合理布置瓦斯排放钻孔,使5#煤层相对瓦斯含量由14.74 m3/t降至8 m3/t以下,排放量达到煤层应控制范围内瓦斯总量的46%以上,同时通过采取有效的防突措施,北翼回风大巷安全地揭过了5#突出煤层,这对同类巷道的安全施工具有重要的指导意义。     

马池煤矿煤与瓦斯突出危险工作面消突措施及评价分析

 鉴于11041工作面是煤与瓦斯突出危险工作面,在该工作面上采取了顺层钻孔预抽煤层瓦斯的防突措施,吨煤抽放钻孔量为0.16m/t,瓦斯预抽率达34.72％,采前残存瓦斯含量明显低于临界值。采用单项指标法、综合指标法、残余瓦斯含量法、吨煤抽放钻孔量和煤层瓦斯预抽率对该工作面采前突出危险性进行评价,评价结论为无突出危险性,这为该工作面回采过程中制订安全技术措施提供了重要的科学依据。     

无保护层开采高突工作面“钻抽爆评”一体化综合防突技术研究与应用

为解决平煤股份十矿戊9-20180综采工作面煤与瓦斯突出危险这一技术难题,采用了无保护层开采、本煤层钻孔瓦斯抽采、分段间隔打钻抽采、深孔预裂爆破技术及煤与瓦斯突出工作面定期安全评价的管理机制.试验表明,煤体瓦斯含量由原来的8～13 m3/t下降到3.2932 m3/t,杜绝了煤与瓦斯突出事故的发生,确保高浓度瓦斯工作面回采期间安全生产.