远距离下保护层开采与抽采卸压瓦斯防突措施研究

开采保护层与抽放卸压瓦斯是一种非常有效、非常经济的区域性防治煤与瓦斯突出措施,通过对阳泉煤业集团三矿开采远距离下保护层后抽采卸压瓦斯的研究,表明远距离下保护层开采与卸压瓦斯抽放综合应用在防治煤与瓦斯突出方面具有显著的效果。     

开采保护层区域防突措施在煤矿中的应用

某煤矿为煤与瓦斯突出矿井,通过分析该矿煤层赋存条件、保护层性质、开采保护层须遵守的规定,以及其区域防突措施应当符合的要求,确定K17#煤层做为保护层,可以有效地让被保护煤层卸压,使瓦斯涌出,从而消除煤和瓦斯突出危险,为该矿的安全生产提供保证。     

保护层开采后回采区域防突效果分析

为实现被保护层回采区域安全、快速、高效地掘进与回采,某矿开采7煤层,对12煤层起到卸压保护作用,7煤层保护煤柱的影响形成卸压区及煤柱影响区。通过对不同影响区域内的煤体制定合理的防突措施及防突措施效果检验或验证,采用理论分析和现场考察,结合1201回采区域具体开采工程实践,总结出保护层开采后区域防突措施方法经验。     

近距离保护层开采对被保护层防突效果分析

开采保护层是防治煤与瓦斯突出重要的区域性措施之一,也是最经济、最有效的手段.以王行庄煤矿保护层开采试验为例,进行保护层开采的理论分析和现场试验结果的对比分析.对11051工作面受保护前后和保护范围内外的预测指标进行了对比分析,得出保护层开采后受保护工作面的预测指标均降到临界值以下,取得了良好的防突效果,同时也建立了一套可行的、普遍适用的对被保护层突出危险性进行评价的方法.     

突出煤层群保护层开采区域防突技术方案优化

针对寺家庄矿15#煤层的煤与瓦斯突出防治问题,分析了上、下保护层开采条件下被保护层的应力释放规律与膨胀变形效果,评价了寺家庄矿实施上、下保护层开采的可行性,提出了寺家庄矿保护层开采区域防突技术最优方案。研究结果表明,寺家庄矿上保护层开采条件下被保护层的卸压膨胀效果不足以消除其突出危险性;15#煤层下部的铝土岩具有一定的开采经济价值,且下保护层开采后,被保护的15#煤层得到充分卸压,被保护层瓦斯能够得到有效抽采,从而消除其突出危险性;寺家庄矿15#煤的合理区域防突技术方案为铝土矿下保护层开采结合底抽巷穿层钻孔抽采15#煤的卸压瓦斯,且保护层采高不超过4.8 m。     

平顶山矿区远程下保护层开采技术研究

针对平顶山矿区深部开采的瓦斯治理现状,采用数值模拟和现场实测手段,分析了远程下保护层开采后,上覆煤岩层在采动过程中的应力分布和膨胀变形规律,结果表明:平顶山矿区的煤层群赋存条件为远程保护层开采技术的应用提供了良好的自然条件,尽管煤组间距较大,但卸压增透效果显著,配合合理的卸压瓦斯强化抽采措施,能够消除远程被保护层的突出危险性,说明改变现有的开采布局,采用远程保护层开采技术,有利于对深部煤炭资源的安全开采。     

煤层群多重保护层开采防突技术的研究

通过理论分析与现场试验研究,丰富和发展了保护层开采的基本理论,建立了保护层开采效果考察及评价体系,确定出了合理超前距、走向、倾向卸压保护角等技术参数。     

何庄矿开采薄煤层保护层消突技术

保护层开采作为最经济有效的区域性防突措施,其关键是对保护层开采技术和保护效果的研究。以准确预测保护层开采时瓦斯涌出量、设计合理的瓦斯抽采方案为基础,运用开采薄煤层保护层消突技术,研究了保护层开采的消突效果。结果表明11030保护层工作面开采后被保护层得到充分卸压和瓦斯释放,在卸压区内消突效果明显,为具备保护层开采条件的突出矿井有效防治煤与瓦斯突出提供了理论基础。     

保护层下煤层防突技术研究

保护层下煤层防突技术主要是确定保护层保护范围。经计算沿走向方向能对被保护层11111工作面完全保护,沿倾斜方向还有46 m范围未被保护到。在11111工作面区段回风巷施工下行孔236个,间隔3 m,孔深平均为75.5 m;在区段运输巷增加施工上行顺层孔70个,间隔10 m,孔深平均为50 m,对11111工作面进行抽放。经测定11111工作面残余瓦斯含量最大为5.321 7 m3/t,保证了该矿井的安全生产,也为其他矿井的保护层下煤层防突技术提供了参考。     

极薄保护层开采卸压抽采消突技术研究

以准确预测保护层开采时瓦斯涌出量、设计合理的瓦斯抽采方案为基础,运用开采薄煤层保护层消突技术,研究了保护层开采的消突效果。结果表明,11030保护层工作面开采后,被保护层得到充分卸压和瓦斯释放,在卸压区内消突效果明显,为具备保护层开采条件的突出矿井有效防治煤与瓦斯突出提供了理论基础。     

基于精细化预测的弱突出煤层动态防突技术

针对煤与瓦斯弱突出煤层的高效防突问题,提出了基于精细化突出预测的动态防突技术。该技术首先对即将开拓的工作面进行块段划分,在煤巷掘进过程中对每一块段开展煤与瓦斯突出危险性预测工作,基于突出危险性的预测结果采取相对应的措施,避免了防突措施的盲目性,提高了防突措施的效率。以大河边煤矿7号煤层作为研究对象,开展了煤与瓦斯弱突出煤层的动态防突技术的研究,建立了包含预测区域划分、测试钻孔设计、测试结果综合分析的成套动态防突技术,在保证矿井安全生产的条件下,实现了煤巷安全掘进1 400 m,工作面比原计划提前6个月回采完毕,缓解了矿井采掘接替紧张的局面。     

无保护层开采高突工作面“钻抽爆评”一体化综合防突技术研究与应用

为解决平煤股份十矿戊9-20180综采工作面煤与瓦斯突出危险这一技术难题,采用了无保护层开采、本煤层钻孔瓦斯抽采、分段间隔打钻抽采、深孔预裂爆破技术及煤与瓦斯突出工作面定期安全评价的管理机制.试验表明,煤体瓦斯含量由原来的8～13 m3/t下降到3.2932 m3/t,杜绝了煤与瓦斯突出事故的发生,确保高浓度瓦斯工作面回采期间安全生产.     

隐伏性突出煤层群保护层开采卸压瓦斯抽采技术研究

保护层开采是对于煤与瓦斯突出矿井开采煤层群时首选的经济有效的区域防治突出措施,但开采保护层时既要治理本煤层涌出的瓦斯,还面临着被保护层卸压瓦斯涌入保护层工作面。为有效抽采上保护层开采后的卸压瓦斯,利用保护层开采“卸压增透效应”,结合新田煤矿井下生产实际情况,以新田煤矿1402保护层工作面为例,介绍保护层工作面开采期间的瓦斯治理技术。     

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。     

突出煤层煤巷快速掘进综合防突技术

淮南新庄孜煤矿C13煤层属于严重突出危险性煤层,采用超前排放孔措施严重影响了掘进工作面生产效率,通过采用水力挤出与巷帮边掘边抽相结合的综合防突技术,较好地消除了工作面的突出危险性,巷道掘进速度提高1倍以上,实现了煤巷安全快速掘进.     

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.     

远距离下保护层开采卸压特性及钻井抽采消突研究

我国西部部分矿区地质构造复杂,瓦斯灾害特别是煤与瓦斯突出十分严重,威胁了矿井的安全生产,制约了煤炭资源的开发。针对这些矿区构造复杂、煤层渗透性差及煤层群开采的特点,以消除煤与瓦斯突出危险性、降低煤层瓦斯含量为切入点,对远距离下保护层开采及钻井抽采卸压瓦斯、消除煤与瓦斯突出危险性进行了系统研究。构建了采场相似模型和数值分析模型,研究了远距离下保护层开采的卸压特性:①下保护层开采期间,被保护层可实现充分卸压,其透气性系数大幅度提高,为抽采卸压瓦斯提供了条件;②针对双保护层开采条件,揭示了工作面风巷、机巷内错40~50 m区域的被保护层均为膨胀区,是布置钻井的合理位置;③提出了远距离双保护层开采的重复卸压模型,首采保护层回采后形成的采空区具有"缓冲效应",减弱了次采保护层开采期间上覆煤层的卸压程度。建立了地面钻井稳定性分析的力学模型,研究得出:①邻近岩层的强度相差越大,对钻井的挤压、剪切作用越大;②在套管和井壁之间留设间距后,套管上的最大剪切应力平均降低50.8%,减小了套管剪切破坏的概率;③生产套管长度越大,其挠度值越大,抗弯曲变形能力越强。对此,设计了防剪切破断的钻井井身结构:生产套管采用贯穿井身的整管,与固井套管或井壁之间留设"缓冲容移间距",筛管段采用了"套管强化技术",有效提高了钻井稳定性。揭示了地面钻井抽采卸压瓦斯规律:①阐明了工作面回采距离(表征上覆煤层和裂隙带的透气性)是影响钻井产气率的关键参数;②得出了保护层工作面回采期间地面钻井产气率"快增慢减"的变化机制,并确定了钻井的最佳布井参数;③建立了卸压煤层及采空区的瓦斯流量计算模型,为钻井抽采卸压瓦斯消突效果的评价提供了依据;④提出了钻井下段增阻提高卸压瓦斯抽采量的方法。远距离下保护层开采及钻井抽采消突技术在神华集团乌兰煤矿进行了工程试验,结果表明地面钻井抽采卸压瓦斯消突效果显著:试验区钻井的总产气量为1 512.96×104m3,机巷侧、风巷侧钻井的最大布井间距分别为150和169 m,被保护层的残余瓦斯含量分别降低至3.63和3.14 m3/t,抽采率分别达到65.8%和68.0%,彻底消除了煤层的突出危险性。     

突出层掘进与瓦斯突出的防治

针对滴道煤矿瓦斯突出特点 ,提出了防治措施。     

煤层瓦斯含量法确定保护层开采消突范围的技术及应用

如何科学、快速、准确地确定保护层开采消突范围一直是矿井安全开采技术难题之一。针对目前保护层开采消突范围各判别准则理论上的非一致性和生产实践中的局限性,笔者结合淮南矿区潘三煤矿保护层工作面开采的工程实践,提出了利用煤层瓦斯含量来确定保护层消突范围的技术方法。通过快速准确现场测定在保护层开采前后被保护煤层的瓦斯含量,基于被保护煤层煤与瓦斯突出的临界瓦斯含量值,科学地确定其消突范围。该技术对保护层开采消突范围的合理性确定,科学地设计布置瓦斯抽采钻孔位置,最大限度地利用保护层开采进行区域性防突,保证矿井的安全高效开采具有重要意义。     

下山揭穿近水平近距离煤层群防突技术实践

为了确保下山掘进揭穿近水平煤层群时的安全,根据下山揭近距离近水平煤层群的赋存特点,结合杨柳矿的主井井底检修斜巷揭煤实例,提出了一套较为安全经济的下山揭近水平煤层群的防突技术方法,并顺利揭穿杨柳矿主井井底检修斜巷煤层群,实践证明下山揭近水平煤层群的防突技术方法效果较好.