李子垭煤矿南二井K1煤层区域突出预测指标临界值考察

随着矿井开采深度的增加，煤层突出危险性越来越严重，已成为严重威胁矿区安全生产的主要问题之一。区域突出危险性预测是保障煤矿安全生产的前提，而区域突出预测指标临界值的确定决定了突出预测的精准程度。为准确考察确定李子垭煤矿南二井K₁煤层区域突出危险性预测指标临界值，结合矿井实际情况，通过大量历史数据统计分析、实验室研究及现场实验等方法，综合分析确定了区域预测指标瓦斯压力P和瓦斯含量W临界值分别为0.74 MPa和7 m³/t。区域预测指标临界值的确定，为李子垭煤矿南二井K₁煤层瓦斯治理和安全、高效生产提供了保障，同时可为类似矿井和煤层开展区域突出危险性预测指标临界值考察提供参考。     

方山新井二1煤层掘进工作面煤与瓦斯突出预测敏感指标及临界值确定

为了确定出方山新井二₁煤层掘进工作面突出危险性预测敏感指标及临界值，通过分析煤样突出参数，初步确定出可诱导二₁煤层发生突出的主导因素，再依据工作面指标与瓦斯指标(瓦斯含量)的相关性，对比分析其敏感程度，从而确定出二₁煤层掘进工作面敏感指标为钻屑瓦斯解吸指标Δh₂值(主要指标)和钻屑量指标S值(辅助指标)。采用实验室测定、历史异常情况分析、现场跟踪考察相结合的研究方法，并通过扩大试验进行验证，确定出了其临界值为Δh₂=180 Pa、S=4.8 kg/m。结果表明，所确定的掘进工作面突出预测敏感指标及临界值符合矿井实际情况，能够有效保证煤巷安全高效地掘进。     

保护层开采效果考察及应用

分析了平煤股份十二矿开采己₁₅保护己_16-17煤层的可行性,研究了保护层开采效果考察方案,并在己_16-17-17180工作面进行了方案考察,主要考察了保护效果和保护范围。研究表明:己₁₅煤层作为保护层开采,对于降低己_16-17煤层原始瓦斯压力、降低原始瓦斯含量、增强煤层透气性系数具有非常有效的作用。在保护范围内,一般可使己_16-17煤层瓦斯压力降低到0.34 MPa以下,可使其瓦斯含量降低到5.42 m³/t以下,各项防突预测指标均达到安全开采的临界值以下,充分说明经过上保护层的开采后,被保护层的煤与瓦斯突出危险性得到了消除,为实现被保护层安全、高效开采提供了可供技术支撑。     

浚县新镇一带二1煤层煤岩煤质特征及瓦斯含量分析

研究区位于东濮找煤区的成矿带上,主要发育二叠系下统山西组二1煤层,含煤区内全区可采,为主要可采煤层,煤层埋深900～2 200 m,结构简单,厚度较稳定,平均可采厚度5.75 m。为了解研究区的二₁煤层煤岩煤质特征及瓦斯含量,采取钻孔煤心样7孔17个样,分析了二₁煤的煤层特征、煤岩成分与宏观煤岩类型、显微煤岩组分特征及煤的化学性质、工艺性能,研究了煤类分布特征,并对煤层瓦斯成分及含量进行了测试分析。结果表明,二₁煤煤质为低中灰、高发热量、特低硫—低硫、特低磷—中磷,煤类为无烟煤、贫煤、贫瘦煤和焦煤;煤层中瓦斯受大构造及煤层埋深影响,F₅断层以南区域瓦斯易于逸散,瓦斯含量较低;而F₅断层以北断陷区域内构造不发育,煤层埋藏较深且厚度较大,瓦斯含量普遍较高。这些成果将对研究区及周边深部找矿及矿床经济意义评价具有指导意义。     

首山一矿大采高综采工作面瓦斯治理技术研究与应用

首山一矿现主采己组（二₁）煤层透气性低、煤体松软、煤与瓦斯突出危险性严重,且大多不具备合适保护层的煤层条件,属于高应力低透气性松软突出煤层。煤层赋存条件差,顶板破碎,瓦斯涌出异常,突出危险性严重,瓦斯压力大,严重导致矿井采掘接替失调。正在开采的己_15-17-12090综采工作面开采高度达到6 m,目前属于平煤集团开采高度最大的综采工作面,采面内煤层结构较为简单,以亮煤为主,玻璃光泽,煤层厚度有一定变化,采面煤层厚度为合层状态,采面己_15-17煤层厚度一般为3.2～6.7 m,平均厚6.2 m,为了提高本煤层瓦斯释放效果,保证综采工作面安全回采,采取在己_15-17-12090综采工作面中煤巷施工水力造穴技术,水力造穴装置前端封闭,具有造穴功能,实现了不退出钻杆钻进、造穴一体化的作用,高压水对煤层进行造穴后形成的洞穴空间,提高煤层的透气性和瓦斯释放能力,经过研究证明:采用水力造穴综合治理技术之后,工作面回风流瓦斯浓度高的问题得到很好的缓解,保证了矿井的安全高效生产,为相关地质条件的采煤工作面瓦斯治理提供参考。     

义安矿二_1煤层区域预测指标临界值研究

为了消除煤与瓦斯突出的危险性,依据《防治煤与瓦斯突出规定》选取煤层瓦斯含量和煤层瓦斯压力作为义安矿二1煤层区域预测指标。通过构建煤与瓦斯突出能量方程并结合实验室研究,确定了瓦斯压力和瓦斯含量的临界值,并对其临界值0.60MPa和8m3/t进行了验证。结果表明:该临界值适合义安矿,保证了煤矿安全生产。     

西沟煤业3号煤层瓦斯压力测定及煤与瓦斯突出危险性分析

为对西沟煤业现开采区域3号煤层煤与瓦斯突出危险性进行评价,采用在待测区域布置测压钻孔的方式对待测区域煤层瓦斯压力进行测定,同时为验证煤层瓦斯压力的测定结果,采用数据拟合分析验证,并通过测定区域煤层瓦斯含量,对测定区域煤与瓦斯突出危险性进行综合判定。结果表明:测定区域3号煤层的最大瓦斯压力和煤层瓦斯含量分别为0.15 MPa和4.98 m~3/t,无煤与瓦斯突出危险。     

煤孔隙结构对钻屑瓦斯解吸指标敏感度的影响

为研究新疆榆树岭煤矿下₅煤层低瓦斯含量、高瓦斯压力的赋存对煤层钻屑瓦斯解吸指标敏感度的影响,采用恒温瓦斯放散试验、低温液氮吸附法测定榆树岭下₅煤层煤样及端氏3号煤层煤样瓦斯吸附规律及孔隙构成,总结分析不同变质程度煤样的孔隙结构特征、瓦斯解吸速率对钻屑解吸指标准确性的影响。结果表明：瓦斯解吸扩散速率受煤的变质程度及孔隙结构的影响较大,低阶气煤前10 min内的瓦斯解吸速率整体趋势平稳,端氏高阶无烟煤在前4 min瓦斯解吸速率较快,后6 min瓦斯解吸速率趋势平稳;榆树岭煤钻屑瓦斯解吸指标K₁与瓦斯压力相关性较钻屑瓦斯解吸指标Δh₂差,而端氏煤钻屑瓦斯解吸指标K₁与瓦斯压力相关性优于钻屑瓦斯解吸指标Δh₂;Δh₂更适合作为低阶煤突出预测指标,K₁作为高阶煤突出预测指标较适用。     

皖北矿区五沟矿煤与瓦斯突出危险区划分

以瓦斯地质理论为基础,研究了皖北矿区五沟矿瓦斯风氧化带的界限、构造煤发育规律,进行了煤与瓦斯突出危险区划分。以煤层瓦斯成分和瓦斯含量为指标确定煤层瓦斯风氧化带界限,煤层底板标高-200～-330 m以浅为煤层瓦斯风氧化带;构造煤分布,区域上分区分带,层域上具有分层特征。煤与瓦斯区域突出危险性预测的瓦斯含量临界值定为7 m3/t,低于《防治煤与瓦斯突出规定》的8 m3/t;煤层底板等高线-450 m以浅,为低瓦斯区,矿井深部,向斜轴部,构造煤发育,瓦斯含量>7 m3/t,具有煤与瓦斯区域突出危险性。     

演马庄矿煤与瓦斯突出灾害监控预警技术

建立演马庄矿采掘进度监测系统和钻孔轨迹在线监测系统,并对煤与瓦斯突出综合预警系统的综合数据库和信息平台进行升级,借助井下安全监控系统及无线传输技术手段,对瓦斯参数、突出参数、物探信息等信息进行集成,构建起煤与瓦斯突出监控预警系统;同时依据现有演马庄矿二₁煤层瓦斯赋存规律,编绘演马庄矿二₁煤层的瓦斯地质图。     

梅河二井煤与瓦斯突出危险性评价

依据《防治煤与瓦斯突出细则》规定的预测煤与瓦斯突出危险性指标的临界值,结合煤层瓦斯基础参数,分析指出梅河二井第三水平( 65～-50m)12煤硬分层无煤与瓦斯突出及12煤软分层有煤与瓦斯突出危险性,为矿井防治煤与瓦斯突出提供了依据。     

平煤十一矿－850m以上己16，17煤层突出危险性评价

为了科学判断平煤十一矿己二采区西翼己16,17煤层-850 m以上的煤与瓦斯突出危险性,对其瓦斯压力、瓦斯含量、瓦斯放散初速度、煤的坚固性系数等瓦斯参数进行了测定,根据<煤与瓦斯突出矿井鉴定规范>和<防治煤与瓦斯突出细则>的相关规定,科学合理地评价了-850 m以上己16,17煤层的突出危险性.实践表明,该评价方法为区域性突出危险性不明的煤层提供了可靠的判断手段.     

地质特征对煤层瓦斯赋存的影响分析

马桥北马庄勘查区的二叠系下统煤系地层中（埋深590～2 710 m）,山西组（P₁s）含全区可采的二₂煤层（主要勘查对象）,平均厚3.01 m;下石盒子组（P₁x）含大部可采的三₂煤层,平均厚1.69 m,均属高变质、特低硫煤为主的贫煤、无烟煤。由于该区煤岩层埋藏深、封闭性较好、瓦斯逸散条件差,致二₂、三煤层赋存有大量的瓦斯,且全区富集。就马桥北马庄勘查区地质特征对煤层瓦斯赋存的影响进行了剖析。研究发现,勘查区煤层瓦斯的赋存,不但受地质条件作用的主导,同时也受地质构造、水文地质条件等地质因素综合作用的制约。     

平煤五矿己_(15)煤层己四采区突出危险性预测

通过对平煤五矿己四采区己_(15)煤的坚固系数,瓦斯放散初速度,煤层瓦斯压力和含量等瓦斯基础参数的实际测定,并结合五矿己四采区瓦斯地质特征和己_(15)煤层破坏情况,采用瓦斯参数结合瓦斯地质分析法与工程类比法对平煤五矿己四采区己_(15)煤层煤与瓦斯突出危险性进行区域预测,确定己四采区己_(15)煤层在原煤瓦斯含量达到5.4m~3/t,绝对瓦斯压力0.79MPa为突出危险区的下限指标,对应煤层底板标高-600m,在标高-600m以浅为无突出危险区,-600m以深为突出危险区。     

炭窑沟矿井二_4煤层1940～1985m水平工作面采前突出危险性评价

根据煤层瓦斯含量、煤层瓦斯压力、煤的坚固系数、瓦斯放散初速度、瓦斯吸附系数等瓦斯基础参数,综合分析了炭窑沟矿井瓦斯地质条件和煤层破坏特征,采用单项指标法、综合指标法和瓦斯含量法,完成了炭窑沟矿井二4煤层1 940～1 985 m水平工作面采前煤与瓦斯突出危险性评价,为生产矿井防治煤与瓦斯突出管理提供科学依据。     

基于模糊聚类方法的复杂煤层煤与瓦斯突出危险性分析

为研究复杂条件下煤层煤与瓦斯突出危险性的预测方法,以通顺煤矿2~#煤层为例,对其区域性突出危险性预测敏感指标进行筛选,通过井下直接测定法和实验室对比分析得出瓦斯含量值作为主要判定指标(敏感指标),临界值为8 m~3/t,瓦斯压力作为辅助判定指标,参考临界值定为0.60 MPa。并通过模糊聚类方法分析得出通顺煤矿2~#煤层同一工作面△h_2的相对敏感度最大,K_1次之,S最小,所以选取△h_2作为通顺2~#煤层煤与瓦斯突出危险性预测的敏感指标,K_1和S作为辅助性的参考指标。运用统计学理论和概率分布确定出通顺2~#煤层煤与瓦斯突出危险性预测敏感指标为△h_2,临界值定为180 Pa(湿煤临界值为160 Pa);K_1值作为局部预测的辅助指标,参考临界值为0.41 m L/(g·min~(1/2))(干煤);S反映煤层应力大小,亦作为辅助指标,参考临界值为5.10 kg/m(干煤)。     

定向复合钻进预抽煤层中部瓦斯的以孔代巷技术研究

为解决常规穿层钻孔预抽大采长突出煤层中部瓦斯存在抽采空白带,利用轻型定向钻机在己₁₅-22080工作面施工了定向穿层钻孔,基于定向钻孔轨迹可控的特点设计了定向穿层钻孔参数,分析了定向穿层钻孔覆盖的范围、瓦斯抽采浓度、瓦斯抽采纯量。研究结果表明：(1)定向穿层钻孔能够精准覆盖突出煤层中部抽采空白带,同时实现两相邻煤层瓦斯治理;(2)定向穿层钻孔总工程量为19 706 m,其中定向钻孔岩孔段13 366 m,煤孔段工程量6 340 m,己₁₅煤层水力冲孔煤段工程量2 911 m,累计冲煤量为1 537 t;(3)定向钻孔实际抽采浓度比常规钻孔普遍提高10%～25%,累计抽采瓦斯140.8万m³.研究结果可为煤与瓦斯突出煤层的瓦斯治理提供技术支撑和理论依据。     

水力冲孔增透技术在三软煤层煤与瓦斯突出防治中的应用

登封东部矿区的煤与瓦斯突出矿井没有开采保护层的条件,只能布置底抽巷、施工穿层钻孔来抽采二₁煤层瓦斯。为了提高二₁煤层的透气性系数,采用水力冲孔（割缝）技术措施,在实施水力增透措施中,应合理确定工作水压、每米出煤量以及冲孔有效影响半径,以达到较好的卸压增透效果。     

平煤一矿丁_6煤层突出危险性预测指标临界值实验研究

为了考察平煤一矿丁6煤层硬煤、软煤不同的突出危险性预测指标临界值,使之更具有针对性和有效性,遂运用实验室瓦斯吸附解吸实验和理论分析相结合的研究方法,对实验数据进行统计分析并回归得出了瓦斯含量W和瓦斯压力p、瓦斯解吸指标V1和瓦斯解吸指标Q3、瓦斯解吸指标V1和瓦斯压力p之间的关系,最终基于瓦斯膨胀能确定了丁6煤层硬、软煤突出危险性预测指标瓦斯含量W和瓦斯解吸指标Q3的临界值,其中硬煤、软煤区域突出危险性预测指标瓦斯含量W的临界值分别为5.55、4.93 m3/t;硬煤、软煤工作面突出危险性预测指标Q3的临界值分别为0.20、0.26 mL/g。     

平煤股份二矿沿空掘巷卸压范围研究

针对平煤股份二矿庚组煤层结构软硬不均、透气性差且无保护层开采等特点,以庚组煤层为例开展沿空掘巷卸压区域消突范围的研究。沿空掘巷就是把巷道布置在煤柱一侧,经过应力和瓦斯应力重新分布的低应力场,使煤体卸压、应力重新分布,降低了煤层的突出危险性。通过实测巷道周围应力分布,认为平煤股份二矿沿空掘巷实体煤侧21 m内都属于卸压范围,再通过煤层瓦斯含量、钻屑瓦斯解吸指标（Δh₂）和瓦斯压力的测定,确定了沿空掘巷卸压范围实体煤侧轮廓线16 m,说明了在该范围内无突出危险性,该方法不仅具有掘进进度快、减少资源浪费、提高煤柱采出率的特点,还对矿井安全、高效生产具有重要的指导和借鉴意义。