开采上保护层下伏煤岩应力效应演化规律

为研究青龙煤矿上保护层开采过程中下伏煤岩层的应力效应演化规律,评价保护层开采效果,利用数值模拟的方法,研究了被保护层最大主应力沿走向分布状态,并对被保护层变形特性和瓦斯流量进行了现场考察,分析了保护层开采过程中被保护层的卸压规律。结果表明:上保护层开采过程中,被保护层最大主应力沿走向呈现"四带"分布特征,卸压带内应力最大释放率为43%;煤层相对膨胀变形率最高达到4.9‰;钻孔瓦斯流量最高为0.194 m3/min,提高28倍。煤层变形特性及瓦斯流动规律与数值模拟结果基本一致,卸压区域更加有利于瓦斯排放,合理布置钻孔可有效提高抽采效果。     

开采下保护层时瓦斯抽采方案的优化

根据海孜煤矿现有的矿井自然条件和开采技术，将10煤作为下保护层开采。在Ⅱ1024工作面开采过程中，分别考察了几种瓦斯抽采措施对回采工作面瓦斯涌出的影响，对比分析了其对Ⅱ1024面瓦斯涌出量及钻孔瓦斯抽采量的变化．确定取消高位巷加拦截孔及用水平长孔抽采的方案。下保护层开采较好地解决了保护层安全开采和被保护层解突的难题，达到了安全开采．减少了投入．取得了较好的经济效益和社会效益。     

上保护层开采下伏煤岩卸压带瓦斯抽采优化设计

在上保护层11505工作面回采时,为了消除卸压带瓦斯隐患,建立了薄板力学结构模型,设定了四边固支的边界条件,得到了下伏岩层"山谷"状的挠曲特性,沿工作面走向、薄板中面是最危险区域;借助于RFPA2D软件的声发射模块,得到在11505工作面开采时"漏斗"状的卸压范围,并验证了四边固支薄板模型的正确性。依据上述理论,提出了在21煤邻近的粉砂岩内布置瓦斯抽采巷,并对高位钻孔布置进行了分层优化,在现场得到了良好的应用,消除了上保护层开采卸压带内瓦斯隐患。     

远距离下保护层开采卸压增透效应及瓦斯抽采方案

针对深部远距离下保护层开采后上覆被保护层卸压及瓦斯治理难的问题,以朱仙庄煤矿Ⅲ1031工作面工程条件为背景,采用相似模拟和数值模拟相结合的方法,研究了远距离下保护层开采过程中覆岩的应力演化规律、变形破坏特征和卸压增透效果。结果表明：保护层开采,产生延伸至被保护层的纵贯式穿层裂隙,基本顶发生平均步距15 m左右的周期破断,煤层压力先减小,采空区中部重新压实后,应力开始逐渐恢复;在围岩内形成应力增高区域,而应力在向采空区中部演化时,则以近似于弧状的应力递减圈形态发育。因煤层采动在采空区两侧形成离层裂隙发育区,为瓦斯流动提供通道,被保护层也因此得到卸压,其卸压率达到0.91,增透率增幅为5%～20%,被保护层出现明显卸压增透效应。为解决保护层开采后瓦斯需卸压抽采的问题,设计了穿层钻孔、顺层钻孔、高位钻孔配合拦截钻孔和采空区埋管的瓦斯抽采方案。     

缓倾斜煤层开采上保护层卸压抽采瓦斯数值模拟分析

在建立煤岩体变形和瓦斯流动方程的基础上,运用COMSOL Multiphysics数值模拟软件模拟了谢一矿C_(15)上保护层开采后下方的C_(13)被保护层应力分布和瓦斯运移规律,系统研究了上保护层开采后下伏煤岩体的位移分布特征、卸压瓦斯运移规律及瓦斯抽采情况,可为卸压瓦斯抽采钻孔布置提供参考。     

高瓦斯抽采条件下保护层开采保护效果研究

以淮南潘三矿近水平煤层下保护层开采工程为研究对象,设计试验研究了在结合瓦斯抽采的条件下下保护层开采保护效果。研究表明,高瓦斯抽采条件下,近水平煤层下保护层开采后保护范围存在扩界空间。在瓦斯抽采率达到81.4%的条件下,保护层开采的卸压角由原来的理论卸压角锐角扩大到直角90°;保护范围内的瓦斯压力由2.4MPa下降到0.18MPa;瓦斯含量由7.1m3/t下降到1.94m3/t。     

上保护层开采卸压瓦斯抽采技术试验研究

以新庄孜矿保护层66109工作面为研究对象,针对开采过程中遇到的瓦斯治理问题,进行理论分析,提出了上、下向穿层钻孔瓦斯抽采、沿空留巷埋管瓦斯抽采、下向顺层钻孔瓦斯抽采的卸压瓦斯抽采技术方法。现场试验结果表明,结合卸压瓦斯抽采技术,9煤层保护层的开采有效地消除了8煤层煤与瓦斯突出危险性,实现了8煤层的安全高效开采。     

开采远距离下保护层卸压瓦斯抽采技术

论述了开采远距离下保护层条件下瓦斯治理总体方案、卸压瓦斯抽采设计,分析了瓦斯抽采效果,对其他类似地质条件的矿区具有一定的指导意义。     

下保护层开采卸压瓦斯抽采技术研究

针对我国瓦斯灾害事故越来越严重,而保护层开采作为区域性防突措施越来越受到人们重视的现状,采用理论分析和现场工程实践考察等研究手段,结合11515工作面具体开采工程实践,提出被保护层卸压瓦斯抽采技术方法,主要以高抽巷暗立钻井和底抽巷上向穿层钻孔抽采为主。通过保护层开采,实现了被保护层采煤工作的安全快速掘进和高产高效开采。     

祁南矿上保护层开采卸压瓦斯抽采技术

通过祁南矿煤层的特点,以不稳定薄层6煤组作为上保护层组合开采,使有突出危险性的7煤层得到卸压,同时采用底板穿层钻孔抽采71、72煤层瓦斯,在瓦斯的活跃期内将瓦斯抽出,有效降低72煤层瓦斯含量,消除72煤层的突出危险性,实现72煤层的安全快速掘进和高效回采,大大提高矿井煤炭资源的回收率。     

同安煤矿远距离上保护层开采保护效果初探

以同安煤矿远距离上保护层开采作为研究对象,通过测定同安煤矿下部15#突出煤层瓦斯压力、瓦斯流量、煤层透气性和煤层相对变形等参数变化情况,研究该矿5#煤层作为上保护层对下部15#煤层的防突保护效果。结果表明:下保护范围内的15#煤层原始瓦斯压力显著下降,煤层相对变形增加到2.41‰,瓦斯流量增加了67倍,透气性系数增加了115倍。5#远距离上保护煤层对下部15#被保护煤层起到了较好的保护作用。     

近距离保护层采场瓦斯抽采技术

为了解决淮南矿业集团新庄孜煤矿62114保护层采场瓦斯问题,提出了Y型通风条件下近距离保护层采场瓦斯抽采新思路。在62114保护层采场实施了煤层底板运输巷上行网格式穿层钻孔抽采下被保护层卸压瓦斯技术;同时在62114保护层工作面回风巷(沿空留巷)实施了上行穿层钻孔抽采采空区顶板岩层间瓦斯,下行穿层钻孔抽采采空区底板岩层间瓦斯;并且对62114保护层工作面采空区瓦斯进行埋管预抽,配合高抽巷对采空区瓦斯进行抽采。现场应用表明:Y型通风条件下近距离保护层采场瓦斯抽采成功解决了62114保护层采场瓦斯问题,实现了煤与瓦斯共采。     

下保护层开采瓦斯治理技术及保护范围研究

针对金佳矿中煤组瓦斯含量大,煤层具有突出危险性,采用下行式开采,瓦斯治理效果差,推进难度大等问题,通过理论分析、数值模拟、现场实测等方法就中煤组首采煤层的选择、保护层工作面瓦斯治理及保护范围等方面进行研究.结果表明,中煤组22号煤层最适合作为保护层,开采后对中煤组主采煤层保护效果好,沿倾向的保护范围卸压角δ1和δ2分别为54°和82°,沿走向的保护范围卸压角δ5为53°;保护层开采过程中,采取瓦斯抽采措施,平均抽采瓦斯量72.9 m3/min,工作面瓦斯抽采率达84.3％～91.6％,回风巷平均瓦斯体积分数为0.25％,瓦斯治理效果显著.     

含断层煤层群开采围岩应力演化规律研究

采用FLAC3D数值模拟分析煤层开采过程中邻近煤岩体及断层应力分布特点、裂隙发育演化规律、及煤岩层卸压范围。结果表明:切眼、工作面前方、断层面和断层端部均出现不同程度的应力集中现象。当工作面推进距断层一定距离时,采空区上下方邻近煤层卸压瓦斯大量运移并集中在开采空间。断层面应力与工作面应力区叠加贯通,达到应力最大值,此时应对该范围内的瓦斯进行合理的抽采,避免裂隙带形成的瓦斯积聚造成瓦斯突出。     

薄煤层保护层无煤柱煤与瓦斯共采技术研究

针对沙曲矿北翼高瓦斯近距离煤层群安全高效开采的问题,运用理论分析和现场实测相结合的方法,分析了薄煤层上保护层开采的覆岩裂隙分布与演化、卸压机理及采空区瓦斯运移积聚规律,并结合北翼2#薄煤层22201首采保护层工作面的实际情况,介绍了2#薄煤层上保护层无煤柱巷旁充填技术,确定了留巷墙体埋管瓦斯抽采技术参数。现场试验结果表明,采用2#薄煤层上保护层无煤柱煤与瓦斯共采技术,实现了下邻近高瓦斯煤层群的全面卸压,形成了工作面Y型通风系统,大大减少采空区瓦斯涌入工作面,有利于高瓦斯突出危险性煤层群的安全高效回采。     

保护层开采穿层钻孔抽采最大化技术研究

保护层开采时,对被保护层的瓦斯治理是一项非常重要的工作。通过合理的钻孔布置,既减少了钻孔的工程量,又能提高钻孔的利用率,真正做到了瓦斯治理工作最大化、科学化。     

保护层工作面瓦斯综合治理技术

为了解决张集煤矿1122（1）保护层工作面开采时被保护层的大量卸压瓦斯涌入,造成保护层工作面开采过程中回风瓦斯浓度较大的问题,采用顺层钻孔抽采技术,上隅角埋管、插管抽采技术,尾抽巷、高抽巷、底抽巷抽采技术等综合瓦斯治理技术对其进行了治理。结果表明：采用上述瓦斯综合治理技术后,工作面瓦斯抽采率达到87.8%,有效地解决了保护层工作面回采期间的瓦斯问题。     

远距离下保护层开采煤岩体变形特征

依据淮南矿区某矿的地质采矿条件制作模型,进行物理模拟试验,研究下保护层煤层工作面推进过程中,采动覆岩结构运动规律、采动裂隙动态演化与分布特征及被保护层煤层的应力变化和膨胀变形等规律.研究表明,在下保护层开采过程中,开采离层裂隙可发育到约100 m高,采裂高厚比达44;被保护煤层沿走向卸压保护范围达到30 m以上、卸压保护角为54°;在采空区四周形成一个离层裂隙发育的"O"形圈,其周边宽度约34 m;被保护煤层的卸压瓦斯可通过它被抽采出来.     

高突煤层保护层瓦斯综合治理技术

高突煤层作为保护层开采时,其邻近层的瓦斯涌出量很大,上下邻近煤层的卸压瓦斯将大量涌入开采煤层及采空区,严重威胁保护层工作面的安全与生产。文章详细介绍了综合治理C15,B9b邻近煤层的卸压瓦斯技术。     

保护层开采上下被保护煤层卸压效应研究

采用FLAC3D对保护层开采围岩应力分布进行了数值模拟,得出保护层开采围岩卸压特征和上下被保护层倾向卸压范围。结果表明:在倾斜剖面中保护层采空区上方中部偏上区域围岩卸压效果最好,保护层上方采动影响范围沿保护层法线方向可达60 m左右,保护层下方采动影响范围沿保护层法线方向可达40 m左右,保护层对上被保护层上部影响角为75°,下部影响角为48°,保护层对下被保护层上部影响角为60°,下部影响角为42°,研究结果可为矿井煤与瓦斯突出防治工作提供科学依据。