贵州高瓦斯矿井条件下三步揭煤法防突技术研究与应用

通过对石门煤与瓦斯防突技术的研究,基本总结出了一套适合贵州高瓦斯条件下的石门安全揭煤技术,为矿井石门揭煤提供了安全基础,对今后各类石门安全揭煤具有借鉴意义。     

缓倾斜突出煤层石门揭煤瓦斯灾害治理模式

白羊岭煤矿15#煤层为缓倾斜突出煤层,由于受断层影响,在掘进过程中频繁面临石门揭煤。预计揭煤地点有断层发育,且均处于采掘应力叠加带。为了确保井底车场副井绕道石门揭煤过程中安全揭穿缓倾斜突出危险性煤层,提出了施工探煤孔控制煤层层位、施工瓦斯超前排放孔、排放钻孔效果检验、安全揭煤的治理模式,并进行了现场实践。结果表明:该方法效果显著,施工安全,消除了石门揭煤中的动力现象,确保了安全揭煤,矿井建设速度得以提高。     

采区运输下山石门揭煤综合瓦斯防治技术

为了防止石门揭煤过程中发生煤与瓦斯突出事故,以开滦矿区二水平南一采区运输下山下部石门揭煤为背景,分析了石门揭煤处11煤层的地质条件和瓦斯赋存状况,提出采用瓦斯参数测定、瓦斯预先抽采、水力冲孔、煤体固化等综合瓦斯防治技术。结果表明,通过石门揭煤综合瓦斯防治技术,揭煤点及其周围煤层瓦斯含量降为3.19m3/t,瓦斯压力降至0.6MPa以下,每天保证正规循环,顺利实现了安全揭过煤。     

石门揭煤过程煤与瓦斯延时突出机理及其影响因素分析

本文在综述煤与瓦斯突出机理的基础上,分析了石门揭煤过程中,巷道煤与瓦斯延时突出机理及其影响因素,并阐述了各种因素在延时突出中的作用。从煤岩体流变方面,阐述了延时突出的产生和停止的原因,并从空间和时间的角度,对石门揭煤过程中巷道煤与瓦斯延时突出整个过程进行了详细的描述。煤与瓦斯突出事故原因及理论分析结果表明,石门揭煤过程中煤与瓦斯延时突出存在两种现象,并且都是地质因素和非地质因素综合作用的结果。研究结果为石门快速揭煤技术的研究,提供理论基础和技术支持。     

石门揭煤过程中应力与位移演化特征研究

为研究石门揭煤过程中地应力及位移变化,借助FLAC^3D软件开展相应数值模拟,从应力分布、位移变化角度研究石门揭煤过程中煤岩力学响应规律,分析地应力、位移量变化对矿井瓦斯突出灾害的影响,指导该矿石门揭煤防突,进而为类似矿井预防突出事故的发生提供参考。研究结果表明：石门揭煤过程中,工作面应力集中现象与石门掘进距离存在密切联系,即巷道两帮2～8 m易出现应力集中现象,且随距待揭煤层垂距的减小而增大,其中揭煤时应力峰值为23.83 MPa,巷道变形破坏严重;石门揭煤易造成巷道顶底板应力重分布,变形量显著增大,其中距3#煤层垂距为0～5 m时,最大变形量为72.22 cm,易产生顶板垮落及底鼓现象,诱发煤与瓦斯突出事故。     

煤层倾角变化对石门揭煤突出危险性影响的数值模拟研究

理论分析了石门揭煤的突出机理,将卸压区宽度作为石门揭煤突出危险性评价指标。采用FLAC3D软件对煤层倾角为30、45、60°情况下揭煤前围岩应力分布情况、塑性破坏情况及揭煤全过程应力位移演化规律进行数值分析。     

快速石门揭煤技术在大众煤矿的应用

石门揭煤容易发生突出事故,其主要原因是岩层的透气性远远低于煤层的透气性,在煤层外部形成了一个"保护盖",导致煤层中保存了大量的高压瓦斯气体,另外石门揭煤作业瞬间大面积的暴漏煤体,导致应力失衡而引发突出。基于上述原因,提出穿层钻孔预抽煤层瓦斯和导硐揭煤法相结合的快速石门揭煤技术,并成功应用于大众矿13031下底板抽放辅助巷揭煤作业,揭煤周期较以前提高了近60 d,有效的缓解了工作面接替紧张的局面。     

采用注浆加固技术防止石门揭煤时煤与瓦斯突出

针对目前石门揭煤常用防突措施存在揭煤时间长、施工安全性差等问题,对注浆加固应用于石门揭开有瓦斯突出危险煤层技术进行了系统分析和综合研究,分析了注浆加固的防突机理。采用注浆加固的方法能提高煤体强度和煤岩交界面处围岩的整体性,有效避免煤岩在瓦斯压力作用下发生不连续变形,使外部煤体阻滞突出的作用得以加强。采用注浆加固技术进行煤与瓦斯突出防治可以大大缩短揭煤时间,为石门揭开有瓦斯突出危险的煤层提供了一种新的技术手段。     

红菱煤矿石门揭煤突出过程模拟研究

运用Ansys、Flac3D有限元分析软件,在实测地应力、煤岩体力学性质和瓦斯压力的基础上,以红菱煤矿‘6.20'特大煤与瓦斯突出事故为背景,对煤与瓦斯突出中地应力、瓦斯压力、煤岩体力学性质等综合作用下的复杂力学过程进行了数值模拟;并对揭煤前的应力集中、揭煤后应力诱发煤岩破裂和瓦斯压力驱动下的煤体抛出三个阶段进行了阐述.模拟结果,较好地再现了含瓦斯煤岩由萌生裂隙、发生破坏、大量突出直至突出孔洞达到稳定、突出停止的过程,并与事故现场调查结果进行了对比,两者具有较好的一致性.红菱煤矿石门揭煤突出过程的机理研究,对该矿后期的深部开采具有一定意义.     

突出厚煤层交叉钻孔强化抽放快速揭煤技术

为了在有严重突出危险的缓倾斜厚煤层--新安煤田二1煤层实现快速揭煤,采用了交叉钻孔、巷旁隔断截流钻孔瓦斯抽放措施,并结合导硐,研究了石门的快速安全揭煤技术,结果表明这种揭煤技术可以缩短突出危险厚煤层石门揭煤的工期.