瓦斯抽采高位钻孔参数优化研究

 为研究开滦矿区高位钻孔瓦斯抽采技术,论文对国内外高位钻孔抽放手段现状进行了分析,并以此在开滦矿区选取工作面进行了高位钻孔抽采的实践工作,研究了抽放前后工作面关键地点的瓦斯浓度变化,验证了高位钻孔的可行性,最后优化了终孔点高度、超前抽放平距、钻场间距等关键参数。研究结果表明高位钻孔参数的优化能有效防止工作面瓦斯超限。研究结果对改进开滦矿区瓦斯抽采技术,提高瓦斯抽采率方面具有十分重要的意义。     

综放工作面高位定向钻孔布置优化分析

为了研究综放工作面高位定向钻孔合理布置参数,以王家岭矿12318工作面采空区为研究对象,利用数值模拟软件建立了覆岩数值模型,分析了采空区覆岩应力和裂隙分布特征,定量化指出了采空区覆岩裂隙带分布范围,对高位定向钻孔的合理布置参数进行了优化设计,并考察了优化后高位定向钻孔的抽采效果,验证了分析结果的可靠性。结果表明：高位定向钻孔经优化后平均抽采瓦斯浓度提高1.0倍,平均抽采瓦斯纯量提高1.1倍,工作面上隅角及回风流瓦斯浓度明显降低,有效提高了采空区瓦斯抽采量。     

主焦煤矿21141采面高位抽放设计优化研究

论述了高位钻孔瓦斯抽放技术原理,给出了冒落带厚度和裂隙带高度的确定方法,对高位钻场和高位钻孔进行了合理设计,采用独立抽放系统进行高负压抽放,并在实践中优化高位钻场和钻孔瓦斯抽放参数,取得了理想的抽放效果,保证了采面的安全高产.     

特厚煤层综放工作面高位钻孔优化布置及效果分析

介绍了高位钻孔瓦斯抽采是有效解决工作面上隅角瓦斯超限的重要措施,但钻孔层位布置将直接影响工作面瓦斯治理效果。针对屯宝煤矿特厚煤层综放工作面高位钻孔抽采现状,通过现场考察高位钻孔瓦斯抽采效果,对比分析并不断优化调整高位钻孔布置方式,最终确定了合理的钻孔布置方式。结果表明:高位钻孔布置层位为7~9倍采高时,可以有效保证瓦斯抽采效果,工作面瓦斯抽采率达到60%以上,上隅角瓦斯得到了有效控制,瓦斯治理效果良好。     

优化高位钻孔参数 提高瓦斯抽放率

从优化高位钻孔参数、提高高瓦斯回采工作面瓦斯抽放率出发,在结合童亭矿746回采面高位钻孔实际抽放效果的基础上,通过大量的观测和试验研究,对7煤层回采面高位钻孔参数进行了优化,为进一步提高工作面瓦斯抽放率,找到了合理的高位钻孔布置参数。     

赵庄煤矿工作面高位钻场抽采效果分析

为解决赵庄煤矿3303工作面抽采效果不佳的问题,通过系统收集工作面高位钻孔抽采数据,并对高位钻孔抽采数据收集整理及现场跟踪考察,分析了高位钻孔抽采效果,最终提出钻孔参数优化方案。     

基于黄陵一号煤矿UDEC高位钻孔优化设计应用研究

为对黄陵一号煤矿工作面高位抽采钻孔参数进行合理优化,应用UDEC软件对工作面采空区上覆岩层的运移和裂隙延展进行了数值模拟,模拟得出了上覆岩层冒落带和裂隙带的裂隙延展范围;对高位钻孔抽采的最佳布孔层位进行了现场测定考察,结合数值模拟和现场考察结果,确定了两带的高度范围和高位钻孔抽采的最佳抽采层位,实现了对高位钻孔瓦斯抽采参数的合理优化。     

综放工作面采空区高位定向钻孔抽采效果影响因素分析

为了分析采空区高位定向钻孔设计抽采参数对抽采效果的影响,运用统计方法研究了矿井53个高位定向钻孔的布置参数和抽采数据,确定了合理的钻孔布置层位和平距。以王家岭煤矿12311为试验工作面,试验了不同抽采负压和钻孔孔径下高位定向钻孔的抽采效果,综合判定了高位定向钻孔的最佳抽采负压和合理钻孔孔径,并对高位定向钻孔设计和抽采参数进行了优化,对优化后的钻场抽采效果进行了试验和分析。结果表明：高位定向抽采钻孔的合理布置层位为25～45m,平距为20～60m,最佳抽采负压为22.7kPa,最优孔径为133mm,优化后瓦斯抽采率提高15.5%,有效降低了回风流瓦斯浓度。     

综放工作面采空区高位定向钻孔抽采效果影响因素分析

为了分析采空区高位定向钻孔设计抽采参数对抽采效果的影响,运用统计方法研究了矿井53个高位定向钻孔的布置参数和抽采数据,确定了合理的钻孔布置层位和平距。以王家岭煤矿12311为试验工作面,试验了不同抽采负压和钻孔孔径下高位定向钻孔的抽采效果,综合判定了高位定向钻孔的最佳抽采负压和合理钻孔孔径,并对高位定向钻孔设计和抽采参数进行了优化,对优化后的钻场抽采效果进行了试验和分析。结果表明：高位定向抽采钻孔的合理布置层位为25～45m,平距为20～60m,最佳抽采负压为22.7kPa,最优孔径为133mm,优化后瓦斯抽采率提高15.5%,有效降低了回风流瓦斯浓度。     

瓦斯抽采管控技术在厚煤层综采工作面中的应用

为优化工作面高位瓦斯抽采设计及抽采参数,提高抽采效率,在对原设计的高位钻孔设计、控制范围及抽采效果的分析基础上,提出优化措施,经对原抽采及优化后的瓦斯抽采效果对比分析得出以下结论:高位钻孔距煤层顶板间距在4~7 m内,钻孔控制范围沿走向30~45 m,沿倾向35 m、钻孔数量6个时抽放效果最佳。     

高位钻孔抽放采空区瓦斯技术在张集矿的应用

 张集矿属于高瓦斯矿井,综采工作面瓦斯涌出量大,且瓦斯来源主要是采空区瓦斯;以1111综采工作面为例,通过优化抽放参数,采用高位钻孔抽放采空区瓦斯;从1111综采工作面现场应用来看,采用高位钻孔抽放对采空区瓦斯效果良好,瓦斯抽放浓度高,瓦斯抽放量大,大大提高了瓦斯抽放率,能有效解决综采工作面瓦斯超限问题;抽放参数可在类似矿区加以推广应用,以利于矿区高瓦斯矿井的安全生产。     

矿井高位钻孔偏斜特征及其对抽采效果影响的研究

为研究高位钻孔偏斜对抽采效果的影响,利用钻孔轨迹测量仪对现场高位钻孔实际施工轨迹进行测定并分析其偏斜特征。根据偏孔位置将钻孔分为上偏轨迹钻孔、有效轨迹钻孔、下偏轨迹钻孔、偏向采空区钻孔4类,并分析了各类钻孔抽采效果及特征。结果表明:高位钻孔偏斜严重,有效钻孔数量较少,偏向采空区钻孔所占比例最高;采动影响所形成的裂隙为造成高位钻孔偏斜的主要因素;4类偏斜钻孔抽采效果具有显著规律性及差异性,为高位钻孔优化设计提供了依据;有效轨迹钻孔抽采量最高,约为上偏轨迹钻孔的1.3倍,为下偏轨迹钻孔的2.9倍,为偏向采空区钻孔的4倍,其中偏向采空区钻孔抽采量最小且为无意义抽采。     

高瓦斯矿井高位钻孔抽采技术研究

以高位钻孔抽采技术为研究对象,基于采空区覆岩沉降特征及泄压瓦斯运移规律,分析计算了高位钻场的位置,高位钻孔的仰角和方位角。以钻孔抽采瓦斯的基本原理为基础,通过对三元公司下霍煤矿高瓦斯矿井进行抽采实验,对比分析了高位钻孔与倾向高位巷抽取瓦斯的效果,对其它矿井瓦斯治理具有较大的参考价值。     

顶板定向长钻孔“以孔代巷”抽采瓦斯技术研究

为探究行之有效的“以孔代巷”瓦斯抽采技术,解决端氏煤矿高抽巷工程量大、经济成本高等问题,提出顶板定向长钻孔替代高抽巷治理采空区瓦斯模式。采用FLAC^3D数值模拟确定3号煤层顶板以上15～45 m为最佳抽采层位,并基于定向钻进轨迹控制技术,在端氏煤矿3019工作面进行成孔试验。结果表明：钻进轨迹能够按照预设参数实施,成孔直径达153 mm,一次成孔深度420 m以上,钻孔进入稳定抽采阶段的平均抽采瓦斯浓度达18%、平均抽采瓦斯纯流量达8.7 m³/min,钻孔抽采条件下工作面瓦斯抽采率达36.7%,工作面上隅角瓦斯浓度控制在0.50%以下,解决了瓦斯超限问题。与高抽巷抽采技术相比,顶板定向长钻孔成本降低62.5%、施工工期缩短50%,验证了“以孔代巷”的合理性和可行性。     

抽采钻孔水力修复及二次增透技术在郑煤集团的试验应用

告成煤矿主采煤层赋存不稳定、透气性差,采取水力冲孔增透措施后,抽采过程中依然存在瓦斯流量衰减快、钻孔塌孔、堵孔的现象,瓦斯抽采效果较差。通过试验应用水力修复及二次增透技术,对抽采效果不好的钻孔进行透孔修复及二次对煤层进行增透,单孔瓦斯抽采浓度由5%提高到100%,单孔抽采量提高了200～500 m³,钻孔有效抽采时间延长了15～30 d,取得了良好的抽采效果。     

大直径高位钻孔代替高抽巷抽采瓦斯的研究

针对高抽巷施工工程量大、投入大的问题,在沙曲矿24207综采工作面进行了大直径高位钻孔替代高抽巷的试验,对二者的抽采效果进行了对比分析。高位钻孔抽采瓦斯效果达到了高抽巷抽采瓦斯的效果,且高位钻孔呈扇形布置,能扩大抽采范围,延长瓦斯抽采服务时间,提高瓦斯抽采率,将工作面回风瓦斯体积分数控制在0. 33%左右。应用结果表明用大直径高位钻孔代替高抽巷进行瓦斯抽采是可行的。     

基于CFD数值模拟的顶板走向长钻孔瓦斯抽采效果及参数优化

为了提高龙泉矿4301综放工作面顶板走向长钻孔的瓦斯抽采效果,采用Fluent数值模拟软件研究长钻孔抽采前后采空区瓦斯分布特征,通过对比分析钻孔终孔于不同层位下钻孔的瓦斯抽采效果,确定了顶板长钻孔布置的基本原则和最佳布置层位,并以此对钻孔间距和钻孔数量进行优化设计,现场验证结果表明：随着钻孔间距的增大,钻孔抽采瓦斯纯流量先增加后减少,上隅角瓦斯浓度呈现“高—低—高”的变化趋势,且在钻孔间距为10 m时抽采瓦斯纯流量达到15.72 m³/min,上隅角瓦斯浓度基本在0.54%左右;随着钻孔数量的增加,上隅角瓦斯浓度逐渐降低且降速逐渐减小,抽采瓦斯纯流量逐渐增加但增速减小。综合考虑瓦斯抽采效果及钻孔工程量,优化确定钻孔终孔垂直高度为25 m,钻孔数量为5个,钻孔间距为10 m,此条件下瓦斯抽采效果较佳。     

瓦斯抽采技术在唐山矿的研究应用

介绍了地面钻孔、采空区调压抽放、高位钻孔瓦斯抽放等抽采工艺在唐山矿的生产应用情况,得出了不同的治理方法的适用条件,认为矿井煤层埋藏浅的煤矿比较适宜地面抽采,抽出的高浓度瓦斯作为清洁能源一般可以直接加以利用;利用调压控制采空区瓦斯流向后实施抽采,可对老矿井采空区内赋存瓦斯进行治理;高位孔的封孔质量、叠加距离均影响瓦斯抽放效果.应针对不同煤层顶板岩性特征,摸索出适合的钻孔参数.     

特厚老顶工作面高位钻孔参数优化设计

金能煤业分公司4321综采工作面瓦斯涌出量大,且瓦斯来源主要是采空区。针对煤层顶板复杂特性及高位钻孔抽放效果不佳问题,利用ABAQUS数值模拟软件研究了顶板岩层裂隙发育特性。模拟结果显示:裂隙高度发育区位于距风巷水平距离18～24 m、顶板上方20 m处,依此对高位钻孔的抽放参数进行了优化设计。     

高位钻孔抽放瓦斯冒落带及裂隙带高度确定方法

高位钻孔抽放最主要的影响因素是合理层位选择,其钻孔参数应根据采空区冒落带及裂隙带高度来设计。文章提出了冒落带及裂隙带高度的理论计算及现场考察方法,得出的结果可为高瓦斯矿井高位钻孔抽放参数设计优化提供参考依据。