高瓦斯低透气性松软煤层瓦斯抽采钻孔施工工艺

在高瓦斯低透气性松软煤层中施工钻孔极易出现喷孔、塌孔、顶钻、夹钻等现象,导致钻孔成孔率低、成孔深度浅。通过对钻孔施工工艺、防喷装置等方面的研究改进,摸索出一套行之有效的抽采钻孔施工办法,有效解决了漳村煤矿高瓦斯低透气性松软煤层抽采钻孔的施工难题。     

低渗煤层大直径钻孔瓦斯抽采参数优化研究

针对低渗煤层瓦斯抽采存在预抽难度大的问题,提出大直径钻孔预抽能够降低低渗煤层瓦斯含量的方法。但由于低渗煤层对气固耦合效应影响敏感,抽采中渗透率变化过程不明确,导致大直径钻孔抽采参数设计依据不足。首先分析了低渗煤体渗透率演化的主控因素,建立了煤层瓦斯运移理论模型,模拟研究了大直径钻孔不同工况下对低渗煤体的瓦斯抽采效果,对比分析不同孔径、负压、孔间距下煤层瓦斯渗流规律。结果表明钻孔孔径越大造成的煤体卸压区越大,瓦斯抽采量越高,瓦斯残余含量也越小,但抽采效果增加幅度逐渐降低。负压越大瓦斯抽采量越大,但差别较小,因此负压对提升抽采效率影响较小。受渗透率演化的影响,不同钻孔间距下瓦斯抽采总量差别较大,在间距为3 m时,40～120 d阶段内抽采量最高,后期抽采量缓慢下降。间距5 m时抽采总量最高,抽采范围内的瓦斯残余含量降低较多。现场优化抽采后的瓦斯抽采纯量与模拟结果一致,表明了研究结论可靠。该研究结果可为煤矿井下大直径钻孔瓦斯抽采参数设计提供理论依据与应用参考。     

松软煤层筛管护孔瓦斯抽采技术与装备

针对松软煤层顺层瓦斯抽采钻孔成孔难、抽采距离短、抽采效果较低等问题,介绍了松软煤层筛管护孔瓦斯抽采技术与装备及施工工艺,通过在丁集煤矿的工业性试验,解决了筛管护孔下入深度与钻孔深度相接近的技术难题,实现了高负压、高浓度、大流量高效抽采,提高了采煤工作面瓦斯预抽消突效果,采煤工作面煤体瓦斯抽采达标时间缩短28％,瓦斯抽采体积分数可提高10％ ～ 20％.     

浅谈松软煤层瓦斯抽采钻孔封孔技术

封孔是煤矿瓦斯抽采过程中的关键环节,而封孔质量的好坏直接影响着瓦斯抽采效果,松软煤层瓦斯抽采过程中出现的浓度低、衰减快等问题更是严重影响瓦斯抽采效果,因此对其封孔技术的要求也更高。文章对松软煤层现有的封孔技术进行了分析,并对所存在的问题提出了改善措施。     

松软煤层快速全孔筛管护孔高效瓦斯抽采技术

针对松软煤层钻孔抽采瓦斯浓度低、抽采量小且易坍塌堵塞的现状,提出了松软煤层快速全孔筛管护孔高效抽采瓦斯技术,并介绍了相关的关键装备。淮南矿区典型矿井现场应用表明:通过使用该技术,75%的钻孔可在1 h以内完成,所有钻孔在2 h内完成,85%的钻孔筛管可安设至孔深的81%以上;单孔抽采瓦斯体积分数由30%增至60%,抽采瓦斯纯量由0.03 m3/min增至0.06 m3/min;评价单元抽采瓦斯体积分数提高约120%,瓦斯抽采纯流量由2.0 m3/min增至4.2 m3/min。该技术的使用避免了因钻孔坍塌导致的钻孔失效,大幅提高了钻孔预抽瓦斯的可靠性,保证了工作面瓦斯预抽的效果。     

松软煤层本煤层瓦斯抽采钻孔变形规律研究及稳定性分析

为探究松软煤层本煤层瓦斯抽采钻孔变形特征,以霍尔辛赫煤业3#煤层为工程背景,利用全角度钻孔稳定性动态监测装置监测本煤层瓦斯抽采钻孔变形特征,并对监测数据进行系统分析。结果表明,2个直径等级钻孔(50 mm、110 mm)的变形波动情况和累计变形量两方面整体呈现出类似规律,即第一天钻孔变化量较大且波动明显,其余测试周期内钻孔变形稳定,在整个测试周期,钻孔变形变化量呈现逐日降低;在整个监测周期内,钻孔累计变形呈现逐渐增长趋势,在监测周期初始阶段,钻孔累计变化量较大,稍后变化率减缓,最终趋于平稳;2个直径等级钻孔的重点监测和防塌孔措施应用区段不同,50 mm锚杆钻孔5 m处为重点监测和防塌孔措施应用重点区段;110 mm瓦斯钻孔10 m处为重点监测和防塌孔措施应用重点区段,5 m处次之,15 m处较为稳定。结果为瓦斯抽采钻孔稳定性维护提供理论依据。     

本煤层瓦斯抽放钻孔优化布置

为解决某煤矿1081工作面回采过程中瓦斯浓度频繁超限的难题,需对该工作面瓦斯抽放钻孔优化布置.通过对钻孔抽放瓦斯效果影响因素的分析,利用钻孔布置间距的理论方程,将回采区按照不同预抽期划分为若干相应钻孔间距的区域,以便充分利用施工钻孔;根据工作面前方的“三带”理论布置迎向钻孔,能够有效地提高钻孔抽采率.实践应用表明,该钻孔布置方案在抽放参数设计中具有重要的实用价值.     

提高松软高突煤层瓦斯抽采效果的新技术研究

针对目前国内松软突出煤层瓦斯抽采钻孔封孔质量差,钻孔施工完毕后稳定状态保持时间短,钻孔抽采浓度低、有效抽采周期短及抽采后期漏风严重的技术难题,提出了瓦斯抽采空间人工预留通道技术,阐述了该技术的基本原理及工艺参数。该封孔技术在平顶山某矿戊9.10-21030工作面进行了工业性试验。     

松软低透煤层回采工作面动压瓦斯抽采技术研究

根据工作采场周围应力特征以及上覆岩层“竖三带”和煤层“横三区”分布理论,通过在顶板裂隙带内布置走向高位钻孔、在工作面动压影响区内布置顺层钻孔以及在回风隅角采取埋管抽采措施等,使得工作面生产期间的瓦斯抽采量提高了198.5%,风排瓦斯量下降了44.6%。表明松软低透煤层回采工作面采用综合瓦斯抽采措施能够有效降低工作面生产期间的风排瓦斯量,提高生产效率。     

水力压裂孔提高松软低透气性煤层瓦斯抽放效果

介绍了首山一矿利用水力压裂孔提高低透气性煤层瓦斯抽放的影响范围,增加煤层透气系数,提高抽采半径,确保瓦斯抽放效果的技术。比较了水力压裂抽放孔和正常抽放孔的抽放效果,该技术可增加煤层透气性,具有消突、降尘、阻止自燃、解除局部应力集中等多项重要功能。     

低瓦斯煤层工作面高位瓦斯抽采技术应用实践

基于“先抽后采,以风定产,监测监控”的瓦斯治理方针,结合屯宝煤矿生产实际情况,分析了对工作面采空区进行瓦斯抽采的必要性和可行性。对1153综放工作面进行了瓦斯抽采可行性评价,对高位钻孔法与埋管法抽采采空区瓦斯进行了技术和经济比较,确定采空区瓦斯进行高位钻孔抽采技术方案。经过现场实践,得到了该地质条件下采空区瓦斯抽采高位钻孔布置参数,验证了高位钻孔抽采采空区瓦斯是治理矿井瓦斯的有效技术措施。     

潞安矿区低透气性松软单一煤层立体化瓦斯抽采技术探索

潞安矿区针对低透气性松软单一煤层条件,建立了全方位立体化的动态瓦斯抽采体系.在时间上实现采前、采中、采后全过程的瓦斯抽采,在空间上实现地面与井下瓦斯抽采相结合,在抽采方式上实现固定抽采瓦斯方式与移动抽采瓦斯方式相结合,在效益上实现由安全抽采向利用抽采相结合.随着该体系的全面建立和完善,实现了煤矿安全集约高效生产,同时也促进了瓦斯的综合利用.     

五阳煤矿低透气性松软煤层瓦斯抽采参数优化数值模拟

煤层透气性低,煤质松软,抽采难度大,抽采率低是目前五阳煤矿瓦斯抽采存在的主要问题,根据煤与瓦斯的耦合作用机理及煤层瓦斯的运移规律,深入分析五阳煤矿现有瓦斯抽采系统,利用RFPA2D-Flow建立本煤层瓦斯预抽钻孔数值模型,对比分析回采巷道先抽后采过程中平行钻孔预抽时间、钻孔间距和抽采负压对瓦斯抽采效果的影响,最终确定其合理的抽采参数,提高瓦斯抽采率。     

低瓦斯煤层高强开采覆岩卸压瓦斯抽采合理布置研究

针对低瓦斯厚煤层高强综放开采卸压瓦斯治理问题,采用物理模拟、数值分析和现场监测方法,研究工作面开采初期和稳定时期覆岩结构演化及裂隙场分布特征,揭示了考虑采动裂隙场的卸压瓦斯场分布特征;依据研究获得采动瓦斯聚集区分布,提出采用高位定向长钻孔治理采空区卸压瓦斯,并进行了效果检验。结果表明:工作面推进至135 m后,覆岩结构和裂隙演化基本稳定,垮落带发育高度为25～27 m,裂隙带发育高度为75～95 m,弯曲下沉带发育高度达到110 m左右;采动裂隙带瓦斯聚集区位于距回风巷25～55 m、高度距煤层顶板25～50 m范围内;高位定向长钻孔瓦斯抽采技术实施后,抽采平均浓度为5.8%,平均流量为0.71m~3/min,工作面上隅角和回风流瓦斯浓度均小于0.8%,瓦斯治理取得较好效果,为类似条件下的卸压瓦斯治理提供参考。     

松软煤层瓦斯抽采钻进关键技术研究

分析了煤矿常用钻具在松软煤层或突出煤层钻进困难的原因,提出了"钻穴"是影响松软煤层深孔钻进的关键因素这一新概念,阐述了钻穴特点,针对"钻穴"特点研发出了一种新型钻具。     

顺层瓦斯预抽钻孔布置参数及抽采效果分析

为了对顺层瓦斯预抽钻孔布置参数及抽采效果进行分析,采用理论分析和现场测试,分析了顺层钻孔布置间距、钻孔极限抽采时间,研究了顺层钻孔预抽瓦斯效果检验和瓦斯效果。研究表明,多钻孔抽采瓦斯时,钻孔间距可大于2倍的有效抽采半径,得出了布孔间距和单钻孔抽采半径的关系计算式,极限抽采时间约为95 d;在工作面回采期间,回风巷风排瓦斯量和顺层钻孔抽采瓦斯量呈相反的趋势;经过钻孔瓦斯预抽后,工作面预抽率达到了40%,达到了工作面消突的目的。     

单一低渗煤层瓦斯抽采钻孔封孔技术研究

针对李雅庄矿单一低渗煤层抽采过程中对效果差的钻孔采取废孔、补孔或重新二次封孔所造成的瓦斯成本的浪费,利用封孔质量检测技术确定钻孔密封性;采用数值模拟法和钻屑指标法,测定合理封孔深度;通过工艺对比试验,提出径向膨胀主动承压封孔工艺,从而形成了"测、封、检"一体化高效成套封孔技术,提高了抽采浓度。