高瓦斯综采工作面瓦斯治理技术研究

W3227工作面为高瓦斯矿井首采工作面,针对该工作面瓦斯涌出量超限,制定了风巷高位钻场高位钻孔抽采采空区瓦斯、风巷埋管抽采上隅角及老塘瓦斯、机巷沿空掘巷抽采3213采空区瓦斯、顺层钻孔抽放本煤层瓦斯、风巷辅助高位边孔抽采采空区瓦斯等综采工作面瓦斯治理技术。实践结果表明,通过以上的瓦斯抽放方式,回风巷瓦斯体积分数完全可控制在0.5%以内。     

霍尔辛赫煤矿采空区瓦斯来源分析及治理措施研究

山西霍尔辛赫煤矿在3605工作面试用沿空留巷Y型通风技术。该工作面初采阶段采空区瓦斯涌出量较大,隅角挡矸支架位置存在瓦斯体积分数较高,危胁工作面安全高效生产。以3605工作面为例,对Y型通风采空区瓦斯涌出来源进行了分析,对采空区采取针对性的治理措施,通过顶板高位钻孔及插管抽采瓦斯纯量约11 m~3/min,工作面风排瓦斯涌出量降低约3 m~3/min,配风量减少了22%,工作面挡矸支架位置瓦斯体积分数降低到0.7%以下,工作面回采期间瓦斯状况得到改善。     

岳城矿上分层工作面采空区瓦斯治理技术研究

针对岳城煤矿3号煤层瓦斯含量大、回采过程中造成大量瓦斯涌向采空区、进而容易引起上隅角瓦斯体积分数超限问题,采用横川千米走向高位钻孔与倾向高位钻孔相结合的瓦斯治理方法对上分层采空区进行瓦斯抽采,并在1310(上)工作面进行采空区瓦斯抽采试验。试验结果表明:当回采至120 m时,横川千米走向高位钻孔与倾向高位钻孔的瓦斯抽采体积分数达到30%,抽采纯量6.5 m3/min,上隅角处的瓦斯体积分数降至0.3%以下,并随着工作面的继续推进抽采的体积分数及抽采的纯量呈上升态势。这为集团其它高瓦斯及突出矿井上分层工作面采空区瓦斯治理积累了宝贵的经验。     

新安煤矿高位钻孔抽采采空区瓦斯效果分析

针对新安煤矿高位钻孔抽采采空区瓦斯的治理措施,基于采空区瓦斯运移、顶板岩层冒落规律,重点分析采空区瓦斯来源、涌出量以及瓦斯浓度分布特征,利用工作面推进期间煤层顶板上覆岩层卸压变形情况,通过布置钻孔抽采层位,高效、可控高浓度接替抽采采空区瓦斯,从而解决了工作面回风流、上隅角瓦斯超限和工作面瓦斯涌出异常的问题。     

基于非均质采空区渗流模型的高位钻孔瓦斯抽采效果预测分析

为了揭示采空区高位钻孔治理综采工作面瓦斯超限的作用机理及规律,以晋煤集团寺河煤矿W1308综采工作面为研究对象,利用UDEC离散元分析软件计算确定高位钻孔布置层位,利用UDF二次开发工具建立符合"O"型圈空隙分布特征的非均质采空区渗流模型,基于分源预测思想建立采空区瓦斯涌出源精准计算模型,最终形成W1308综采工作面采空区瓦斯贮存运移数值计算CFD模型,模拟得到高位钻孔作用下采空区气压场与瓦斯浓度场,并确定了高位钻孔最佳孔口负压为26.3 k Pa,现场实测与模拟结果相对误差小于10%,说明数值模拟方法可用于预测分析高位钻孔瓦斯抽采效果。研究结果表明:其他条件一定时,上隅角瓦斯浓度与回风巷瓦斯浓度随高位钻孔负压增大呈现先减小后增大变化规律,存在最佳孔口负压。     

基于综采工作面通风方式的高位钻孔优化布置及效果分析

高位钻孔抽放采空区瓦斯是解决综采工作面回风隅角瓦斯积聚的主要保障措施,但是高位钻孔的布置因通风方式不同,抽放效果差距较大。通过5309U型通风工作面和W2302尾部通风综采工作面超前高位钻孔布置及抽采效果对比,分析优化了尾部通风综采工作面高位钻孔布置方式。结果表明,尾部通风方式工作面在优化高位钻孔布置后,高位钻孔瓦斯抽放量提升了2倍,工作面风流瓦斯降低了27个百分点,单孔瓦斯抽放量达9.18 m3/min,有效解决了采空区瓦斯涌出。     

高位钻孔技术在特厚煤层瓦斯治理中的应用

通过在深井特厚煤层开采条件下开展6305综放工作面的瓦斯涌出量预测,并根据预测结果分析各瓦斯涌出源的瓦斯涌出构成,制定出有针对性的高位钻孔瓦斯抽采等瓦斯治理方案。结果表明:6305工作面涌出的瓦斯中有66.14%来自开工作面煤壁和采煤机落煤所解吸的瓦斯,33.86%来自开采过程中采空区的遗煤、围岩和邻近层的瓦斯涌出;根据涌出量预测技术确定了6305工作面采空区瓦斯高位钻孔抽采的治理方案;采用"双钻场"高位钻孔同时抽采采空区瓦斯,日平均瓦斯抽采纯量可达3 940.71 m~3,保障了工作面安全高效生产。     

西铭矿48708工作面抽采采空区漏风对上隅角瓦斯的治理

针对西铭矿48708综采工作面煤层赋存情况,采用后退U型通风方式分析工作面及采空区瓦斯涌出源,计算工作面配风量及采空区漏风量。采用中高位走向长钻孔及高位裂隙带钻孔抽采邻近层涌出的瓦斯;采用大孔径煤柱孔插管及密闭埋管抽采采空区漏风,改变上隅角风流状态,解决漏风携带瓦斯问题,为上隅角瓦斯本质治理提供了借鉴。     

寺河矿二号井9号煤层工作面采空区瓦斯抽采及通风改造实践

为使寺河矿二号井9号煤层工作面的偏Y型通风系统顺利改造成U型通风系统,在矿井原有的高位钻孔、穿透钻孔布置基础上,通过新建移动泵站接抽闭墙埋管,强化采空区瓦斯抽采,得到结论:高位钻孔和穿透钻孔的抽采效果受通风系统改造的影响不大,闭墙埋管的抽采纯量随着抽采混量的增大而增大,抽采浓度随着抽采混量的增大而减小。工作面实现U型通风之后,工作面回采过程中抽采率达到86.4%;在区域配风量减少的条件下,上隅角瓦斯浓度减小至0.24%,回风巷瓦斯浓度减小至0.26%。     

Y型通风高位钻孔抽采被保护层卸压瓦斯研究

为防止被保护层卸压瓦斯大量涌向保护层工作面,进而造成Y型通风工作面回风巷和采空区瓦斯超限,依据保护层开采卸压理论以及采空区上覆岩层“裂隙三带”中的瓦斯运移规律,采用在Y型通风工作面布置高位钻孔抽采被保护层卸压瓦斯,并在羊东矿现场对高位钻孔关键参数进行了设计,终孔位置高度设计为24 m,倾向控制范围设计为9.5～60.0 m,终孔间距设计为10 m.现场应用结果表明:高位钻孔瓦斯抽采率为60.8％,回风巷平均瓦斯体积分数维持在0.27％,最高为0.46％,杜绝了Y型通风工作面回风巷和采空区瓦斯超限.     

无煤柱开采采空区瓦斯分布特征及抽采技术研究与应用

平煤集团为煤层群开采条件，为了更好地开展瓦斯治理工作，采用FLUENT数值分析软件模拟在无煤柱开采条件下，抽采前后戊8煤层采空区瓦斯分布特征，从而为高抽巷抽采钻孔的布置提供参考。研究表明：随着回风横贯距离工作面距离的增加，回风隅角处的瓦斯体积分数逐渐减小，且根据数值模拟结果及现场实际情况，综合确定高抽巷抽采钻孔应布置在垂高14.75倍处最佳，抽采后采空区体积分数明显减小；优化设计了高位瓦斯抽采钻孔的布置，分析钻孔抽采效果，发现高位裂隙带瓦斯浓度基本稳定在23%～45%，瓦斯抽采纯量稳定在12～18 m³/min。表明高位裂隙带瓦斯抽采浓度和纯量基本稳定。     

沿空留巷下综放工作面采空区瓦斯运移及抽采特征研究

以古汉山矿1604综放工作面为研究对象,采取风量测定法及示踪气体法相结合的手段,分析了沿空留巷及"Y"型通风条件下采空区漏风及瓦斯运移规律,并结合抽采浓度及流量变化,分析了高位巷瓦斯抽采特征及影响因素,提出了针对性优化措施.结果表明:沿空留巷段漏风加大了采空区瓦斯涌出量及涌出范围,采空区瓦斯为工作面瓦斯涌出主要来源,漏...     

斜沟煤矿高位钻孔合理终孔位置模拟与试验研究

为改善斜沟煤矿18205工作面高位钻孔的瓦斯抽采效果,采用FLAC~(3D)软件模拟和现场试验对采空区顶板岩层渗透率的演化规律进行分析,并以此作为高位钻孔终孔位置的确定依据。结果表明:工作面推进120 m前,采空区顶板岩层纵向卸压区范围随着工作面的推进不断增大;工作面推进120 m后,采空区顶板岩层纵向卸压区范围变化越来越小,开始沿远离工作面方向转移;当高位钻孔的终孔层位选在距煤层顶板16~18 m时,采空区瓦斯抽采效果较为显著;高位钻孔终孔位置布置在17 m后,上隅角瓦斯体积分数基本维持在0.6%左右,回风流瓦斯体积分数大约为0.42%。     

大直径水平钻孔桥接采空区抽采瓦斯技术研究

针对高瓦斯厚煤层高强度开采条件下“三进两回”型通风系统回风隅角瓦斯治理的难题,通过对矿井回采工作面通风方式进行优化,使工作面形成偏“Y”型的通风方式,并与大直径水平钻孔施工工艺相结合,提出了大直径水平钻孔桥接采空区抽采瓦斯技术,应用于保德煤矿综采放顶煤回采工作面的采空区瓦斯抽采。结果表明:偏“Y”型通风方式可减少工作面巷道掘进工程量,缩短准备周期,为瓦斯抽采创造了良好的时空条件;大直径水平钻孔桥接采空区抽采瓦斯技术的应用效果明显,可连续、高效实施采空区的密闭抽采,有效控制采空区瓦斯涌出强度;大直径水平钻孔桥接采空区抽采瓦斯技术能够实现对抽采负压的有效控制,有利于进一步提高采空区瓦斯抽采效果,并且其抽采支管可回收,可降低矿井瓦斯治理的成本。     

马兰矿临近巷道大直径钻孔埋管抽采技术研究

针对马兰矿煤层群开采、回采面瓦斯涌出量大、"U"型通风回采工作面生产过程中上隅角瓦斯易超限、现采空区瓦斯治理困难等问题,通过计算分析回采工作面瓦斯涌出来源,找到瓦斯治理的关键。利用大直径钻机一次成孔、套管护孔技术,以大直径钻孔代替联络巷,以大流量、低负压抽采治理回采工作面现采空区瓦斯。现场试验数据显示:大直径钻孔抽采量大,能有效解决现采空区瓦斯涌出量大和上隅角超限问题,提高了抽采效果,节约了抽采成本,为复杂瓦斯地质条件矿井的安全高效生产提供了有力的保障。     

低瓦斯煤层工作面高位瓦斯钻孔抽采技术应用实践

上隅角瓦斯超限或瓦斯异常涌出多发生于高瓦斯煤层工作面,屯宝煤矿M5煤层相对瓦斯涌出量只有2.93m~3/t,但受邻近层开采及采空区遗煤影响,工作面在回采过程中多次发生上隅角瓦斯超限事故,给生产带来严重影响。为彻底解决工作面瓦斯灾害隐患,结合矿井生产实际,对1153综放工作面煤层瓦斯抽采难易程度进行了评价,明确了对工作面采空区进行瓦斯抽采的必要性和可行性,提出了高位钻孔法与采空区埋管法两种采空区瓦斯抽采方法。通过技术和经济比较,确定对采空区瓦斯实施高位钻孔抽采技术方案。经过现场实践,抽采管路内瓦斯浓度稳定,上隅角未再发生瓦斯超限事故,说明该地质条件下抽采钻孔参数科学、合理,利用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。     

下行通风在常村矿高瓦斯综采工作面的应用

针对常村矿N3-3高瓦斯缓倾斜煤层综采工作面瓦斯涌出量大、上隅角瓦斯超限等问题,分析了工作面瓦斯来源及运移规律,查明工作面上行通风时瓦斯治理效果差的原因,研究并实施了下行通风方式,配合顶板裂隙带高位钻孔抽采采空区瓦斯措施,提高了瓦斯治理效果,消除了工作面上隅角瓦斯超限,实现了工作面的安全高产高效。     

高位钻孔抽采采空区瓦斯数值模拟研究

为了解决某矿3307工作面采空区瓦斯抽采效率低、工作面上隅角瓦斯易超限问题,提出了高位钻孔抽采采空区瓦斯方法,结合数值模拟分析得出高位钻孔能改变采空区流场,有效抑制工作面和上隅角瓦斯积聚。研究结果表明,采用高位钻孔抽采采空区时,抽采负压和钻孔布置层位不宜无限放大,当抽采负压取值为20 kPa、钻孔布置位置在工作面上方30 m时,抽采的性价比最高。     

高瓦斯矿井综合瓦斯抽采技术实践

针对赵庄煤矿1263工作面瓦斯涌出量大、上隅角瓦斯浓度高的问题,在12号煤层采用本煤层预抽、高位抽采及采空区埋管抽采相结合的综合瓦斯抽采方法,通过采用本煤层预抽,瓦斯抽采量较常规的布孔方式提高了0.46～1.02倍;高位钻孔抽采瓦斯后,邻近煤层的瓦斯相对涌出量由4.38～10.17 m3/t降为1.46～3.16 m3/t;采空区埋管抽采确保煤矿采空区的瓦斯体积分数保持在0.7%～0.9%,符合《煤矿安全规程》规定的瓦斯体积分数在1.0%以下。     

采空区上覆围岩裂隙带瓦斯抽采利用技术研究

针对回采工作面采空区瓦斯涌出量大，严重制约工作面安全高效生产的不利影响，通过研究分析回风流瓦斯涌出来源，确定利用高位抽放巷抽采采空区上覆围岩裂隙带瓦斯，改变了采空区瓦斯运移路径，有效控制了回风流瓦斯。并对抽采瓦斯利用，减少了“温室气体”排放，变废为宝，取得了良好的效果。