大直径钻孔瓦斯抽采技术在高瓦斯矿井中的应用

针对新村煤矿开采的3号煤层综采工作面采空区内瓦斯集中涌出量大、上隅角瓦斯高、治理难度大等问题,对3号煤层瓦斯分布规律及抽采可行性进行研究分析,提出大直径钻孔瓦斯抽采技术治理工作面上隅角采空区瓦斯,并制定大直径抽采钻孔施工方案.现场应用效果表明:大直径钻孔抽采瓦斯浓度达到2％以上,工作面回采期间上隅角瓦斯浓度控制在0.1...     

1905S工作面上隅角瓦斯综合治理技术研究及应用

为解决福城煤矿1905S工作面上隅角瓦斯超限问题,通过分源预测法进行工作面瓦斯涌出量预测,采用高位裂隙钻孔抽采、高抽巷抽采与上隅角插管抽采相结合的方法来进行瓦斯治理。结果表明:高位钻孔最佳抽采位置为距离煤层顶板上方15~30 m,终孔位置内错工作面回风巷20~30 m;工作面上隅角瓦斯浓度日平均值降到0.3%~0.45%,工作面回风流瓦斯浓度降到0.08%~0.28%。     

分层开采上分层综采工作面采空区瓦斯抽采技术优化

坪上煤业为煤与瓦斯突出矿井,综采工作面采用分层开采,"U"型通风,由于瓦斯含量高,采用了本煤层预抽、高位钻孔抽采邻近层及上隅角插管等综合抽采方法,但回采期间工作面上隅角瓦斯浓度仍在0.5%~0.7%之间,为了降低上隅角瓦斯浓度,对原有采空区治理方法进行分析并改进。通过在2305(上)综采工作面加大上隅角密闭插管的管径,采用新式上隅角瓦斯拖管抽采技术及设计采用走向高位长钻孔的抽采方法,使工作面上隅角瓦斯浓度有效地降低到0.3%~0.4%,为工作面的安全生产提供了保障。     

顶板高位钻孔瓦斯抽放技术的应用

为有效解决高瓦斯综采工作面通风方式改变后上隅角瓦斯超限问题,研究提出顶板高位钻孔抽采瓦斯的方式进行工作面上隅角瓦斯治理。依据工作面实际地质条件,确定高位钻孔的终孔距3号煤层的最大垂距为60m,由数据统计分析可知:抽放高浓度瓦斯的持续时间增加了近20d,割煤期间瓦斯的最大浓度为0.35%,上隅角瓦斯问题得到控制。     

高位钻孔瓦斯抽采技术的模拟与实践

为了研究高位钻孔抽采效果,以曙光矿1208工作面为背景建立采空区瓦斯运移模型,使用FLUENT数值模拟软件对抽采前后工作面及采空区瓦斯运移规律进行数值模拟。结果表明:抽采前工作面上隅角和回风巷瓦斯浓度分别达到1.2%和1.3%;抽采后,上隅角瓦斯浓度为0.68%,工作面瓦斯浓度维持在0.6%左右,钻孔周围和工作面附近形成了低瓦斯浓度带,证明高位钻孔能有效抽采采空区瓦斯。经现场实践,实测1208工作面和上隅角瓦斯浓度分别在0.2%和0.4%上下波动,工作面瓦斯浓度得到有效控制。     

大倾角突出煤层群岩层高位中小钻孔瓦斯抽采技术

大倾角突出煤层群保护层工作面开采过程中出现的保护层工作面上隅角瓦斯超限问题和被保护层瓦斯抽采难题亟待解决.以矿压理论为基础,研究了保护层工作面顶板"三带"的合理高度,提出了大倾角突出煤层群保护层工作面顶板岩层裂隙带高位中小钻孔瓦斯抽采技术,通过湖南煤业集团蛇形山煤矿2344工作面研究结果表明,该技术提高了瓦斯抽采量和瓦斯抽采浓度,解决了保护层工作面上隅角瓦斯超限问题,同时又拦截了被保护层涌出的瓦斯,为类似煤层瓦斯抽采提供了理论和实践依据.     

大直径钻孔“以孔代巷”上隅角瓦斯治理参数优化及应用

为解决回采工作面上隅角瓦斯超限问题,提出大直径钻孔"以孔代巷"上隅角瓦斯抽采技术,应用数值模拟方法,对大直径钻孔参数进行了优化,确定了最优孔径、孔距和终孔位置。大直径钻孔"以孔代巷"上隅角瓦斯抽采技术在西曲矿18401工作面现场应用效果表明:大直径钻孔间距为5 m、孔径为350mm及钻孔终孔位置至顶板距离为0.3m时,上隅角瓦斯浓度降至最低,抽采效果最佳;与施工高抽巷抽采进行瓦斯抽采相比,大直径钻孔"以孔代巷"上隅角瓦斯抽采技术施工难度低速度快,成本降低85.79%;工作面回采过程中,上隅角瓦斯浓度均保持在0.2%以下,有效解决了采煤工作面上隅角瓦斯易于集聚的难题,保障了工作面的安全生产。     

低瓦斯矿井瓦斯异常区域综合治理技术研究

针对建新煤矿4202综采工作面回采期间从低瓦斯区域突然进入瓦斯异常区域,短时间内工作面上隅角瓦斯浓度超限,且已经不能依靠预抽治理的实际问题,通过分析工作面瓦斯涌出规律,结合建新煤矿现有技术条件,确定了包括上隅角埋管抽采辅以上下隅角封堵、高位钻孔抽采、本煤层卸压抽采的瓦斯综合治理技术方案。治理效果表明,利用瓦斯综合治理技术,达到了控制工作面瓦斯浓度,保证工作面安全回采的目的。     

大孔径超长定向钻孔综合瓦斯抽采技术

为解决沙曲煤矿综采工作面上隅角和回风流中瓦斯浓度经常超限问题,在14205工作面试验了顶板岩层千米定向长钻孔抽采邻近层瓦斯与本煤层长钻孔瓦斯抽采相结合的综合瓦斯抽采方法,结果表明,顶板岩石水平长钻孔抽采浓度在60%以上,平均抽采量达13.3m3/min,本煤层长钻孔单孔瓦斯抽采浓度达15%左右,钻孔控制区域瓦斯预抽率达到35%左右,有效解决上隅角和回风流瓦斯超限问题,实现高瓦斯工作面安全高效开采.     

三软煤层综放面上隅角瓦斯综合治理技术研究

郭村煤矿12041综采放顶煤工作面主采山西组二1煤层,本煤层瓦斯含量高,煤层透气性系数低,属于难以抽采的三软煤层,工作面巷道单一布置顺层钻孔成孔困难,抽采效果差,因此回采过程中瓦斯涌出量大,上隅角瓦斯超限频繁。在掌握工作面上隅角瓦斯涌出规律的基础上,提出了高位钻场、上隅角顶板插管、工作面浅孔抽放、煤层注水等综合措施,有效控制了上隅角瓦斯异常涌出,提高了工作面安全生产效率。     

古书院矿15~#煤层顶板裂隙演化规律及高位钻孔优化设计

上隅角瓦斯超限一直是综采工作面瓦斯治理的重点,顶板裂隙带是瓦斯的富集区,将高位钻孔布置在采空区顶板裂隙区内进行瓦斯抽采能有效解决上隅角瓦斯超限问题。在对古书院煤矿15#煤层顶板岩层采动裂隙形成"三带"高度进行研究的基础上,对回风巷高位钻孔布置方案进行优化设计,解决了15#煤层回采工作面上隅区瓦斯浓度超限问题。     

基于偏Y型通风条件下采空区瓦斯抽采技术研究

为了研究综放工作面上隅角瓦斯超限原因及提高工作面上隅角瓦斯超限治理效果，以保德煤矿81505工作面为研究对象，结合工作面回采工艺参数，提出了偏Y型通风方式，利用有限元软件FLUENT模拟研究了工作面采空区瓦斯流场分布特点，在此基础上提出了大直径水平钻孔抽采采空区瓦斯工艺：即在备采工作面上顺槽通过施工水平钻孔接通采空区，进行采空区瓦斯抽采。研究结果表明：在保证工作面足够配风量条件下，大直径水平钻孔瓦斯抽采浓度3.2%～10.2%，抽采量5.4～23.6 m³/min，工作面上隅角瓦斯浓度不超过0.58%，回风巷瓦斯浓度不超过0.49%。确保了工作面安全高效生产。     

高瓦斯特厚煤层条件下首分层抽采技术实践

0102102综采面位于厚煤层首采分层,具有瓦斯含量高、涌出量大、煤层透气性好的特点。结合该采区地质条件,综合分析工作面瓦斯涌出原因,建立立体网格式瓦斯抽采体系,开采前期采取向本煤层施工定向钻孔、底板穿层钻孔、顺层钻孔,邻近层施工定向钻孔的抽放方案,使煤层瓦斯含量下降到6.57m~3/t,可解吸瓦斯量为3.75m~3/t,抽采率达到82%;开采期间采取本煤层施工顺层钻孔抽采配合工作面上隅角预埋管、高位钻孔、地面钻孔和瓦斯巷埋管等抽放方案,使瓦斯抽放量达到79.2m~3/min,工作面瓦斯浓度稳定在0.32%~0.42%,上隅角瓦斯浓度稳定在0.62%~0.76%,回风流瓦斯浓度稳定在0.48%~0.58%。     

马兰矿10706工作面采空区瓦斯治理

针对马兰矿10706工作面上隅角瓦斯浓度高、经常出现瓦斯超限现象,提出采用大直径钻孔抽采采空区瓦斯,通过数值模拟得出大直径钻孔钻孔间距为30 m时,抽采效果较好。现场应用表明:抽采技术实施后,工作面、回风巷及上隅角区域的瓦斯浓度均处于合理范围内,抽采效果良好,为工作面的安全回采提供了保障。     

综放工作面高位定向钻孔层位参数优化与应用实践

为了有效解决综放工作面上隅角瓦斯治理难题,通过高位定向钻孔瓦斯抽采技术,研究高位定向钻孔层位与瓦斯抽采效果的关联特性。以王家岭矿综放工作面为跟踪研究对象,计算了工作面冒落带与裂隙带的理论高度,分别从水平错距和垂直层距分析不同错距区与层距区对瓦斯抽采浓度与抽采纯量的影响,得出同一层距区和错距区内的最佳布孔层位。试验结果表明：工作面上隅角瓦斯浓度降至0.64%,证明了选择不同区域优化后的钻孔层位能有效的解决上隅角瓦斯超限问题,保证了综放工作面的安全、高效生产。     

高瓦斯矿井沿空留巷Y型通风瓦斯抽采技术实践

运用沿空留巷Y型通风瓦斯抽采技术实现高瓦斯工作面无煤柱开采,改善通风方式,治理工作面上隅角与回风流中的瓦斯积聚。布置本煤层、邻近层抽采钻孔,采空区埋管抽采孔对工作面瓦斯进行抽采利用。瓦斯浓度与涌出量监测结果表明,瓦斯抽采效果良好,回风流中瓦斯浓度明显降低。     

正令煤业2110工作面瓦斯综合治理技术

为解决正令煤业2110工作面上隅角瓦斯超限问题,通过分析工作面瓦斯来源,确定采用裂隙带抽采+上隅角埋管抽采+本煤层抽采的瓦斯综合治理技术。现场应用表明:工作面瓦斯抽采效果良好,回采期间上隅角及回风巷瓦斯浓度均小于0.6%,无瓦斯超限现象,为工作面的安全回采提供了保障。     

青龙矿11615工作面高位定向长钻孔瓦斯抽采分析

为解决青龙煤矿11615回采工作面上隅角瓦斯浓度超限难题,结合该工作面实际瓦斯赋存情况,采用高位定向长钻孔瓦斯抽采技术方法开展瓦斯抽采。对比了瓦斯抽采效果与钻孔距回风巷距离远近的关系,研究了瓦斯抽采效果与回采里程的关系,总结了高位定向长钻孔的瓦斯抽采规律。研究结果表明：回采过程中,通过高位定向长钻孔抽采采空区上覆岩层瓦斯,回采工作面上隅角瓦斯浓度降低到0.25～0.35%,解决了该采空区上隅角瓦斯浓度超限问题;钻孔距回风巷距离为40 m时,抽采瓦斯浓度基本稳定在18.5%左右,抽采效果最佳;随着回采里程的增加,钻孔抽采效果呈上升趋势,但在抽采末期有所下降;说明高位定向长钻孔对降低采空区及回采工作面上隅角瓦斯发挥了一定作用,提高了回采过程中瓦斯治理效率。     

矿井末采期工作面高位钻孔优化技术研究

为了降低矿井末采期“U”型通风工作面上隅角瓦斯浓度,提高回采工作面的抽采效率,以矿井15#煤层1306末采阶段工作面的高位钻孔为研究对象,理论计算了影响高位钻孔抽采的关键工艺参数,分别从高位钻孔的有效长度及其利用率、钻场合理间距和数量等方面对高位钻孔的工艺参数进行分析计算|利用COMSOL软件数值模拟了抽采时间和抽采负压对高位钻孔抽采效果的影响,最终对高位钻孔参数进行了优化。现场实践表明,末采阶段XV1306回采工作面高位钻孔和钻场经过优化后,U型通风采煤工作面的瓦斯抽采效率和能力得到提高,上隅角的瓦斯浓度有所降低,现场瓦斯治理效果显著,从而保障了工作面的安全高效回采。     

突出厚煤层综放工作面瓦斯综合治理技术研究

针对厚煤层综放工作面瓦斯治理难度大、抽采效果差、工作面难以消突的问题,开展了综放工作面立体瓦斯抽采技术研究。立体瓦斯抽采技术包括保护层开采、工作面回采区域顺层钻孔预抽、回风巷留管抽采瓦斯、利用尾巷抽采瓦斯、顶板高位钻孔及底板拦截钻孔抽采瓦斯。通过对P41104综放工作面研究表明:7~#煤层距11~#煤层42 m,作为11~#煤层的上保护层开采是有效的,消除了11~#煤层的突出危险性。立体瓦斯抽采技术的实施,使工作面瓦斯抽采纯量达到25.86 m3/min,抽采率达73%,回风流瓦斯浓度稳定在0.7%以下,减少了瓦斯涌出量,有效解决了工作面上隅角与回风流瓦斯超限问题。