近距离突出危险煤层群上保护层开采可行性分析

为解决沙曲煤矿近距离突出危险煤层群开采瓦斯防治的难题,基于理论法分析、数值模拟及现场实测方法,分析22201工作面作为保护层开采的可行性.结果表明:2号煤层作为保护层开采,采动影响下底板破坏深度可达26 ～ 28 m,大于3+4号和5号煤层同2号煤层之间的最大垂直距离,两层煤均处于上煤层开采保护范围内;3+4号、5号煤层垂直应力最小可分别降至0.5、1.0 MPa,并表现出较高的瓦斯卸压程度.2号煤层开采时,有效抽采范围内被保护煤层渗透率明显升高,最大值可达5.2×10-3μm2;最后对2号煤层回采过程中,底板穿层抽采钻孔中的瓦斯浓度进行了实测,结果表明瓦斯体积分数最大值可达80％,抽采效果良好.     

深部保护层开采煤岩体动力学演化的参数计算分析

通过将平煤股份十二矿的己14-31010保护层开采工作面作为试验原型进行了数值模拟试验,分析了开采高度、层间距、层间岩性对下伏煤岩体卸压的影响。通过对比保护层采高分别为0.65、1.3、2.6 m的计算结果,得知采高越大,对被保护层的卸压保护效果越好;通过层间距为9.1 m和29.1 m的对比计算,得知随着层间距的增加,保护层的卸压效果越来越差;通过不同层间岩性的对比计算,得知层间坚硬岩层的存在,将影响对下被保护层的卸压保护作用。     

上保护层开采遗留区段煤柱现存状态研究

为研究深井近距离上保护层开采遗留区段煤柱在下保护层开采时的状态,采用煤柱极限强度计算、 数值模拟及现场探测同步进行的研究方案,对平煤四矿己15-23160联络巷两侧宽度均为4m的区段煤柱进行了研究,得到以下结论:①区段煤柱理论计算极限强度最大值为26.0 MPa;②煤柱1和煤柱2在己15煤层及己16.17煤层开采过程中...     

轿子山煤矿下保护层开采时煤层渗透特征研究

为研究下保护层开采上覆煤层应力演化及渗透率演化规律,以轿子山煤矿８煤和９煤为研究对象,运用 COMSOL建立煤层开挖模型,研究下保护层顶板应力演化及８煤和９煤渗透率变化规律,并进行现场试验验证.结果表明:随着保护层的持续推进,工作面前端应力集中达到了８ MPa左右,与原始应力对比增加了８倍;保护层开采至８０ m 时,８煤渗透率从２．８×１０－１７ m２ 增加到４．０×１０－１７ m２,９煤渗透率从２．６×１０－１７ m２ 增 加 至 １６×１０－１７ m２,分 别 增 加 了７１．６７％和５８６．７０％;８煤瓦斯抽采数据显示,保护层开采使瓦斯抽采量提升了１４倍左右,瓦斯抽采峰值流量达到３５m３/min.保护层推进８０m 以后,受煤岩自重影响,煤层裂隙出现闭合,瓦斯抽采量下降至２５m３/min左右.钻孔窥视表明,保护层开采影响４０m 左右煤岩,该结果与数值模拟结果类似.     

近距离上保护层开采保护范围研究

通过对数值模拟研究平煤十一矿己二采区己14-15-22090工作面保护层开采的保护范围,在走向和倾向上分别布置两组钻孔测定保护层开采后被保护层的瓦斯参数,根据测压钻孔确定被保护层在理论保护线两侧瓦斯压力分布,通过瓦斯压力确定被保护层保护范围,并结合数值模拟和现场测试,确定保护范围为沿走向的卸压角为56°,沿倾向的卸压角为71.57°,保护层开采后,被保护层的透气性增大了18.44～171.39倍.     

低渗高突煤层开采保护层的可行性研究

针对某矿突出低渗透率煤层群开采,为从根本上消除事故隐患、解决煤与瓦斯突出防治难题,分别对9号煤与15号煤开采保护层进行可行性论证,重点对上保护层开采与下保护层开采的实际要求与区别,在瓦斯突出强弱程度、最大保护垂距、卸压效果以及下保护层开采对保护层开采条件的破坏等方面进行分析,最终确定15号煤层作为开采保护层。     

下保护层开采瓦斯卸压技术试验研究

为了解决突出煤层开采面临的瓦斯灾害问题,以新庄孜矿保护层52110工作面作为试验地点,通过理论分析,结合煤层赋存条件,提出了以顶板高抽巷结合穿层钻孔瓦斯抽放为主要手段的瓦斯治理技术方案。     

近距离煤层开采下保护层在火铺矿的应用

以盘江煤电(集团)公司火铺矿2132工作面为例,介绍了在近距离煤层开采过程中,为选择合理的保护层,减少各区段首采工作面回采过程中的瓦斯涌出量,减少瓦斯超限事故,确保安全生产的技术工作经验。     

高瓦斯近距离煤层群保护层煤与瓦斯共采技术

根据沙曲矿的具体地质条件,通过对保护层开采机理的分析,确定矿井北翼2号薄煤层为下方3+4号和5号煤层的保护层,计算得出保护层首采工作面22201的保护范围和解放煤量2.4Mt;针对2号煤层的赋存条件,研究了22201工作面的采煤技术,包括巷道布置、工作面主要设备和采煤工艺;采用保护层开采对突出煤层的卸压作用和瓦斯抽采技术,设计了本煤层、下部3+4号煤层和采空区瓦斯的抽采方案,达到解放下部煤层的目的。沙曲矿对高瓦斯近距离煤层保护层煤与瓦斯共采技术的研究,为其他类似条件下开采提供了借鉴。     

近距离煤层群下保护层开采卸压保护效果研究

为了防治石屏一矿近距离煤层群开采过程中存在的煤与瓦斯突出风险,运用FLAC3D数值模拟软件分析了11025下保护层开采对上覆C19主采煤层卸压保护效果。研究结果表明:平均厚度1.3 m的下保护层开采后,距离20.9 m的上覆煤层应力释放呈现很强的分区分带性,采场中部一定范围内的应力明显降低,靠近采场边缘应力增大,中心最大位移量约为440 mm。基于法向应力和膨胀变形率指标确定煤层倾向方向卸压角运输巷侧为δ1=60.4°,风巷侧为δ2=67.9°,走向方向两端卸压角δ3=δ4=58.7°。下保护层开采后,卸压范围内C19主采煤层透气性系数提高7倍,最高瓦斯抽采速率1.13 m3/min,瓦斯压力降为0,起到了良好的卸压保护效果。     

近距离上保护层开采瓦斯治理技术

在平煤天安五矿对近距离保护层开采进行了探索性实践,结果表明,在近距离保护层巷道掘进期间,采用浅孔抽放、邻近层抽放和底板抽放相结合的立体瓦斯抽放方法,实现了近距离保护层的安全快速掘进;在回采期间,采用U型通风,且采用2趟上隅角抽放,一台抽出式风机抽放,并在采煤工作面实施了浅孔瓦斯抽放且瓦斯浓度频频超限的情况下,将通风系统改为"两进一回"的Y L型通风方式,使平均日产量由原来的800 t提高到1 700 t,彻底解决了近距离保护层回采期间的瓦斯超限问题.     

远距离下保护层开采工作面瓦斯治理技术

为了保证潘三矿B11-2煤层17151(1)保护层工作面的安全顺利回采,在开采过程中,对17151(1)工作面瓦斯涌出来源进行了分析,根据分析结果提出了采用顺层钻孔瓦斯预抽、顶板走向钻孔采空区瓦斯抽放等瓦斯治理技术.结果表明,采前预抽及顶板走向钻孔抽放采空区瓦斯等技术可有效治理B11-2下保护层工作面瓦斯超限问题,采前预抽对解决采煤工作面遇断层破碎带瓦斯超限效果十分明显.     

保护层开采过程中煤岩损伤与瓦斯渗透性的变化研究

针对煤岩体损伤破坏特征,定义了煤岩体结构损伤变量,建立了相应的弹塑性损伤本构方程,并完成了有限元源程序的二次开发,利用此程序对乌兰煤矿双保护层开采实例进行了计算分析,给出了被保护层损伤程度和渗透性系数的变化规律,计算结果表明：7、8号煤层开采后,被保护2、3号煤层出现张拉损伤,煤层应力显著释放,煤岩体的渗透性急剧提高,有利于瓦斯运移和煤层瓦斯抽采,这与工程实际相吻合。     

近距离保护层开采瓦斯治理效果

考察了平煤五矿近距离保护层开采瓦斯治理效果,结果表明,近距离保护层开采使突出煤层的瓦斯含量、瓦斯压力急剧降低,钻孔初始瓦斯流量增大,衰减系数显著减小,大量瓦斯被释放,有效地消除了被保护层煤与瓦斯突出的危险性,为安全高效开采提供了技术保障.     

低渗透煤储层煤层气开采有效技术途径的研究

概括地介绍了通过实验提示的三维应力作用下,煤体基质岩块与裂缝的渗流物性规律,据此提出三维地层压力是导致煤层渗透性降低的主要因素。基于实验、理论与数值分析,论述了水力压裂技术在改造低渗透煤层中的局限性,其机理是水力压裂技术仅能在煤层中产生极少量的裂缝,而且在压裂裂缝周围还会产生应力集中区,该区事实上成为煤层气开采的屏障区;本煤储层割缝,使煤层卸压的同时,还产生大量裂缝,是改造低渗透煤储层的最有利的技术方向,并研究了有效的割缝高度。     

下保护层钻采上覆煤层变化的数值分析

 为了实现突出煤层的安全高效开采,研究极薄煤层保护层开采逐渐成为我国防治煤与瓦斯突出重要的的研究课题。本文以郑煤集团崔庙煤矿11011工作面地质条件为依据,采用数值模拟的研究方法对钻采下保护层过程中上覆二1煤层的应力变化规律、下沉移动规律和膨胀变形量变化规律进行研究。研究表明：随着保护层工作面的推进,被保护煤层变形呈现压缩、快速膨胀、膨胀变形减小到稳定的变化规律;保护范围内某点膨胀量变化的几何特征为“S”型;数值分析结果和现场试验结果基本吻合。     

低渗透煤层钻孔与水力割缝瓦斯排放的实验研究

介绍了特大煤样采用水力割缝提高瓦斯渗透率的实验研究。实验表明,割缝能提高瓦斯的排放量;当埋深400m时,割缝较钻孔的瓦斯排放量提高25％;相同埋深的煤层,割缝后,初期瓦斯排放速度急增,为钻孔的2．0－2．5倍。     

低透煤层化学改性增透技术研究现状及展望

我国煤储层的赋存特征概括为微孔隙、强吸附、低渗透,这些赋存特征严重抑制了煤层气的开采,在此基础上,储层改造技术被广泛提出.针对低透气性煤层,国内外学者提出水力压裂、水力割缝、预裂爆破等储层增透技术,这些技术均存在增透范围小、裂隙闭合快、水锁效应等问题.有学者提出采用化学方法改造煤层,利用化学试剂改变煤层理化性质继而达到...     

突出煤层群保护层选择及开采程序优化

贵州织纳矿区属突出煤层群开采,开采程序不合理是制约该矿区区域瓦斯高效治理的核心问题。肥田煤矿是矿区典型的突出煤层群开采矿井,选择6号煤层作为保护层,采用下行式开采程序。但是矿井建设过程中6号煤层瓦斯灾害严重,煤巷掘进进度缓慢,采掘接替紧张。针对肥田煤矿突出煤层群瓦斯灾害存在问题,从宏观区域瓦斯治理理念出发,提出“组间上行、下煤组下行、上煤组上行”的开采程序,确定矿井突出煤层群开采的保护层,并对保护层开采时区域瓦斯治理及实现设计产能的可行性进行分析,为实现矿井区域瓦斯治理步入良性循环和安全高效生产奠定基础。     

Technique of coal mining and gas extraction without coal pillar in multi-seam with low permeability

Aimed at the low mining efficiency in deep multi-seams because of high crustalstress,high gas content,low permeability,the compound three soft roof and the trouble-somesafety situation encountered in deep level coal exploitation,proposed a new idea ofgob-side retaining without a coal-pillar and Y-style ventilation in the first-mined key pressure-relieved coal seam and a new method of coal mining and gas extraction.The followingwere discovered:the dynamic evolution law of the crannies in the roof is infl...