厚煤层高效截流“钻墙”边掘边抽的试验研究

煤巷掘进巷道的瓦斯来源于暴露煤壁和掘进落煤,其中,暴露煤壁的瓦斯涌出量约占80%以上,高瓦斯矿井在煤巷掘进时经常出现瓦斯超限的情况,"钻墙"就是针对高瓦斯巷道掘进时截流煤壁瓦斯向巷道涌出的一种边掘边抽布孔方式,此方式在铜川矿物局陈家山煤矿421运顺进行了试验研究,实践表明"钻墙"能够非常有效截流煤壁瓦斯涌出、避免巷道瓦斯超限。     

“钻墙”截流煤巷瓦斯技术试验研究

目前,我国薄及中厚煤层煤巷掘进多采用平面"扇形"布孔截流煤巷瓦斯技术防止工作面瓦斯超限及瓦斯突出,但该方法截流厚煤层煤壁瓦斯涌出效果不理想."钻墙"截流煤巷瓦斯技术是一种特适用于厚煤层煤巷边掘边抽新方法,该技术首次在陈家山煤矿进行了现场试验研究并取得了成功,"钻墙"截流瓦斯抽放率达到75%以上,有效防止了厚煤层煤巷掘进面瓦斯超限和瓦斯突出,是一项适用于厚煤层强化抽放的高效截流技术.     

钻墙高效截流瓦斯抽放技术在寺河煤矿的应用

为了提高厚煤层煤巷掘进工作面的瓦斯抽放率,探讨了钻墙高效截流边掘边抽技术的原理,并将该技术应用于寺河煤矿X13014瓦斯抽放试验巷,试验结果表明:钻墙的瓦斯抽放率可达80%以上,能够有效截流煤壁瓦斯涌出、避免巷道瓦斯超限。     

高瓦斯综掘煤巷浅孔截流瓦斯抽采技术

为了解决高瓦斯综掘煤巷瓦斯超限问题,提出了高瓦斯综掘煤巷浅孔截流瓦斯抽采技术;分析了综掘煤巷瓦斯涌出规律,提出了通过掘进工作面超前浅孔抽采瓦斯降低落煤瓦斯涌出量和巷帮浅孔抽采瓦斯构筑瓦斯截流"钻墙"降低巷帮瓦斯涌出量的综合技术,并分析了其机理;采用现场实验与理论计算结合的方法,确定了红岭煤矿15181综掘运输巷掘进工作面超前浅孔与巷帮浅孔抽采技术参数;研究结果表明,该技术能够很好的解决高瓦斯综掘煤巷瓦斯超限问题,同时克服了原有长钻孔抽放措施施工困难的缺点,显著提高了高瓦斯综掘运输巷掘进速度。     

石港煤矿掘进工作面“钻墙”截流瓦斯技术

为了解决石港煤矿巷道瓦斯涌出量大、回风流瓦斯浓度超限问题,应用"钻墙"高效截流煤壁瓦斯边掘边抽的技术原理,在15109回风巷进行了试验,结果表明:与扇形布孔方式相比,采用钻墙布孔方式可使平均瓦斯抽放纯量由0.12 m3/min提高到0.30 m3/min,回风流瓦斯浓度下降了20.5%,截流煤壁瓦斯涌出效果较好,回风流瓦斯浓度超限次数由每月5次下降到0次,瓦斯超限现象得到了较好的控制。     

采动影响下掘进巷道煤壁瓦斯涌出规律研究

利用有限体积法对薄及中厚煤层中掘进煤巷煤壁瓦斯涌出规律进行了数值模拟,研究了掘进巷道煤壁煤体应力重新分布过程中煤体渗透率动态变化对煤壁煤体瓦斯压力分布和巷道瓦斯涌出状况的影响,研究结果表明,煤巷煤壁内煤体渗透率决定着煤体瓦斯压力分布与煤壁瓦斯涌出速率,研究掘进巷道煤壁暴露之后全过程瓦斯涌出速率时应当考虑煤体渗透率的动态变化过程。     

基于固气耦合模型的煤巷掘进煤壁瓦斯动态涌出规律

为掌握煤巷掘进煤壁瓦斯涌出量的动态变化规律,在传统二维煤巷瓦斯涌出量计算方法中引入固气耦合模型,提出基于固气耦合及巷道断面瓦斯涌出量时间积分的煤壁瓦斯涌出计算方法,并通过现场实测瓦斯涌出量验证了计算结果的准确性。研究结果表明:煤巷掘进速度恒定,煤壁瓦斯涌出量随掘进距离逐渐增大,增幅不断减小,符合指数衰减多项式的变化规律;间断式掘进循环的煤壁瓦斯涌出量呈锯齿状增加,总体涌出趋势与恒速掘进相同;随时间增加,不同掘进循环瓦斯涌出总量差异趋于稳定,长时间掘进,掘进循环内瓦斯涌出量波动对瓦斯涌出总量的影响可忽略;瓦斯压力对煤巷煤壁瓦斯涌出具有较大影响,瓦斯压力越大,煤壁瓦斯涌出量随掘进距离的增幅越大,且存在瓦斯压力临界值,当巷道煤层瓦斯压力超过该值后,巷道瓦斯浓度可能超限。根据项目背景的工程条件,计算得到该煤巷掘进的临界瓦斯压力。     

厚煤层钻墙边掘边抽瓦斯技术试验研究

为了解决在中厚煤层煤巷掘进采用平面扇形布孔边掘边抽瓦斯技术治理效果不理想的问题,在陈家山煤矿进行了钻墙边掘边抽瓦斯技术的现场试验研究,钻墙边掘边抽钻孔克服了平面扇形边掘边抽钻孔由于受抽放有效半径的制约而不能控制厚煤层煤壁全厚的缺陷,采用了钻墙边掘边抽瓦斯技术后,陈家山煤矿的试验巷帮瓦斯涌出截流率达到75%以上,能有效防止厚煤层煤巷掘进面瓦斯起限.     

基于分源法对中岭煤矿煤巷瓦斯超限问题的研究

为解决中岭煤矿3#煤层在煤巷掘进过程瓦斯涌出超限的问题,基于分源法对该煤层瓦斯来源进行了分析。研究发现,在煤巷掘进过程中,其瓦斯涌出来自于新增煤壁,而落煤瓦斯的涌出占到很少部分。为此,提出了减少新增煤壁瓦斯涌出的方法,解决了该煤层煤巷掘进过程中瓦斯超限的问题。     

中厚煤层突出掘进工作面综合消突措施应用

针对中厚煤层煤巷掘进工作面防突效果差、掘进慢的问题,基于边掘边抽钻孔"钻墙"布置方式能够高效截流瓦斯和水力挤出注水破裂挤出煤体卸压的作用原理,通过巷侧钻场"钻墙"和水力挤出技术参数设计,试验应用了高效截流"钻墙"边掘边抽和水力挤出快速消突技术相结合的综合消突措施。考察结果显示,此项综合消突措施能够高效截流瓦斯和快速消突,明显提高掘进速度,中厚突出煤层掘进应用效果良好。     

巷帮钻场“边抽边掘”在高瓦斯煤矿的应用

巷帮钻场"边抽边掘"大直径长钻孔是拦截巷道周边煤体向掘进巷道释放瓦斯,减少掘进割煤落煤过程释放瓦斯,抽采瓦斯的有效手段。     

煤层动压注水技术在高瓦斯掘进工作面的应用

煤层动压注水就是沿着工作面前方的煤壁,每隔一定的孔距,用煤电钻打眼,然后再用高压橡胶快速封孔器封孔后进行高压注水,将煤壁附近卸压带内的瓦斯挤出,减少落煤时的瓦斯涌出量,从而解决进尺瓦斯超限问题,同时可以起到降尘的作用,为煤矿的安全生产提供安全保障和技术支撑,并取得明显的安全经济效益。     

松软煤层瓦斯抽采孔PVC管护壁技术应用研究

针对晋城煤业集团赵庄煤业矿区地质构造复杂、煤层松软及透气性差,瓦斯抽采孔由于煤层松软引起孔壁稳定性差,成孔提钻后,短时间内孔壁坍塌,导致瓦斯抽采通道堵塞,抽采率低,抽采效果差的问题。利用在钻孔施工完成后不提钻杆,先在钻杆内部下入抽采筛管进行护壁,提钻后形成瓦斯抽采通道,应用结果表明:该技术与传统提钻后下套管工艺相比,下管效率大幅提高,下管深度达到孔深的98%以上,有利于提高瓦斯抽采效率,对煤矿安全具有重要意义。     

高瓦斯涌水超厚煤系复杂地层的钻进施工

在瓦斯含量极高的煤层(厚)和不同地层段涌水的超厚水敏性地层中钻进施工,合理设计钻孔结构、选择设备、钻进方法、钻进参数和正确操作,是顺利完成钻进施工的前提,正确使用泥浆是孔内事故预防措施的关键。正确使用"高密度"水基成膜泥浆,既能保持孔内液柱与孔壁之间的压力平衡,也能降失水抑制水敏性地层水化膨胀和分散脱落,从而达到防止孔壁坍塌,起到稳定孔壁的作用。介绍了这些技术措施在贵州扬寨煤矿高瓦斯涌水超厚煤系复杂地层中的应用及效果。     

深部高瓦斯低透气性煤层水力挤出效果研究

阐述了水力挤出措施的工艺流程、钻孔布置和注水系统设备选型,考察了注水前后煤体应力的变化情况和钻孔有效影响范围,分析了水力挤出措施实施前后瓦斯涌出特征及规律。研究表明,在深部高瓦斯低透气性煤层采用水力挤出措施,可有效增强煤层透气性,减小瓦斯应力,降低瓦斯涌出量和涌出速度,防突效果明显。     

基于MATLAB的抽放钻孔周围瓦斯流动数值模拟

在测试某矿井瓦斯压力、瓦斯流量、瓦斯吸附常数、瓦斯渗透率、瓦斯含量系数等基础参数的基础上,采用MATLAB偏微分方程工具箱对该矿井瓦斯抽放钻孔在不同抽放半径、不同抽放负压下的瓦斯流动进行了二维计算,得出了抽放钻孔在不同时间的影响半径、流量与时间的关系及钻孔半径和抽放负压对煤层瓦斯压力分布及抽放流量的影响规律,并与实际进行了比较结果表明,采用MATLAB偏微分方程工具箱能够准确模拟抽放钻孔有效半径,预测瓦斯流量,是现场工程技术人员一种便捷的方法.     

深井“三软”煤层煤与瓦斯突出防治技术及应用

在区域性防突技术中,通常采用"四位一体"防突预测,而在"四位一体"综合防突工艺中,关键是准确的预测预报。为了进一步防止无突出危险区突然升级,对煤层巷道掘进期间按突出威胁区进行管理,采用钻孔钻屑指标法和钻孔瓦斯涌出初速度法,对工作面的突出危险性进行预测验证。     

高位钻孔抽放瓦斯技术在弱透气性煤层中的研究及应用

对弱透气性煤层进行高位钻孔抽放,探索、研究适合其围岩特性的高位钻孔布置参数,是解决弱透气性煤层难以抽放的技术关键。通过对第十煤矿进行高位钻孔抽放瓦斯试验,取得了较好的瓦斯抽放效果与瓦斯防治效果,对同类条件煤炭开采的瓦斯防治,具有较高的推广应用价值。     

岩巷下向孔瓦斯压力直接测定法的改进及应用

瓦斯压力是煤层瓦斯重要的基本参数,其对确定煤层瓦斯含量、进行矿井瓦斯涌出治理、瓦斯抽放,以及煤与瓦斯突出预测防治等具有重要的指导意义。对于岩巷下向孔测压,当煤层埋深较深、岩孔较深、测压点小、地质构造较为复杂时,准确测定瓦斯压力是一项技术性很强的工作,鉴于目前瓦斯压力直接测定法中封孔的问题,提出用"聚氨酯—水泥砂浆—聚氨酯"加木楔分段分时封孔法,对当前下向孔瓦斯压力直接测定法具有一定的参考价值。