淮南矿区煤矿煤层气抽采技术

根据淮南矿区实际，提出并研究了复杂特困条件下煤与煤层气共采技术。应用数值模拟、相似材料试验、工业性试验等方法，研究了开采煤层顶板煤层气抽采技术、开采保护层卸压增透抽采煤层气技术、地面钻井抽采采动影响区域煤层气技术等采动煤岩移动卸压抽采煤层气技术。以及原始煤层强化抽采煤层气技术的关键参数，全面考察了现场应用效果。     

近距离煤层群煤与瓦斯高效共采技术体系研究 ——以山西吕梁沙曲矿区为例

为掌握近距离煤层群叠加开采的应力-裂隙-瓦斯渗流规律,构建近距离煤层群煤与瓦斯高效共采技术体系及动态评价模型,以山西吕梁沙曲矿区为研究对象,采用物理相似模拟、超声波试验及SF6示踪气体现场监测相结合的研究方法,分析了沙曲矿区近距离煤层群煤层气资源的赋存特点,探究了沙曲矿区近距离煤层群多次扰动下煤岩损伤变量随应力的变化规律,建立了Boltzmann煤岩损伤方程,得出了沙曲矿区近距离煤层群叠加开采条件下采动应力演化-裂隙发育-瓦斯运移规律。研究结果表明:沙曲矿区煤层的孔裂隙结构特征不利于瓦斯运移,在近距离煤层群叠加开采条件下二次采动对于覆岩应力场和裂隙场的影响并非简单的效果叠加,而是“1+1>2”的影响效果,下伏煤层在叠加开采下产生了贯穿型裂隙,并在其周围衍生了大量的次生裂隙,为煤层瓦斯运移提供了优势通道;根据沙曲矿区煤-气共采不同阶段的时空条件和消突要求,分区分级优选并集成了近距离煤层群煤与瓦斯共采技术体系,即在规划区采用多种地面井规模化多煤层长时间预抽煤层气,在准备区采用多分支水平井井孔定向对接共采和保护层开采+底抽巷定向钻孔群抽采,在生产区采用大采高沿空留巷共采及大直径定向钻孔群共采技术;通过分析煤与瓦斯共采的影响因素,提出了近距离煤层群煤与瓦斯共采动态评价指标体系,建立了贝叶斯煤与瓦斯共采评价模型,实现了对沙曲矿区煤与瓦斯共采效果及矿井部署合理性的评价,得出沙曲一矿煤与瓦斯共采动态合理性概率为0.65、共采合理性等级为“较为合理”;最后阐述了近距离煤层群煤与瓦斯共采技术存在的关键问题,展望了近距离煤层群煤与瓦斯共采技术未来发展方向。     

七台河矿区薄煤层群煤与瓦斯共采技术

针对七台河矿区煤层及瓦斯赋存特点,提出了沿空留巷邻近层瓦斯抽采技术,构建了七台河矿区薄煤层群煤与瓦斯共采技术体系,并在桃山煤矿进行了应用研究,效果明显,实现了煤与瓦斯安全高效共采。     

淮南矿区煤与瓦斯共采技术的创新与发展

淮南矿区具有低透气性、强吸附性、高瓦斯煤层群赋存特征,针对深部瓦斯灾害日趋严重情况下煤矿面临的安全与效益2大生存问题,通过采用卸压开采抽采瓦斯理论,攻关煤层顺层钻孔"一孔两消"和顶板高位钻孔"以孔代巷"技术,把传统的巷道加钻孔式抽采瓦斯方法优化为钻孔式抽采瓦斯方法,创新煤与瓦斯共采新模式。结果证明:新模式抽采瓦斯效果不仅满足安全生产需要,而且取消了顶、底抽巷,节省了穿层钻孔,降低瓦斯治理成本在30%以上。并针对更深部煤层全部升级为强突出煤层开采条件,引进石油工业侧钻水平井、分支水平井等地面钻井施工技术与工艺,提出地面钻井实现煤与瓦斯共采新方案。     

淮南矿区瓦斯卸压抽采理论与应用技术

基于淮南矿区高瓦斯煤层群开采条件,运用卸压开采及采场采动裂隙O形圈卸压瓦斯抽采理论,提出了一系列钻孔或巷道抽采卸压瓦斯方法;研究分析了开采卸压层时瓦斯抽采技术、上向卸压瓦斯抽采技术、下向卸压瓦斯抽采技术,采用煤层气开采消突试验方法有底板岩巷穿层钻孔条带预抽瓦斯、顺层钻孔预抽本煤层瓦斯、地面钻井压裂预抽瓦斯,这些方法广泛应用于淮南矿区生产实践,建立起了卸压开采瓦斯抽采工程体系.结果表明:自1998 年以来矿井杜绝了瓦斯爆炸事故发生,百万吨死亡率由4.01降低到0.18,2009年瓦斯抽采量达3.2亿m3,矿井瓦斯抽采率达到53%,采煤工作面瓦斯抽采率达到90%以上;使高瓦斯突出煤层转变为低瓦斯无突出危险煤层,同时抽采出的瓦斯作为绿色能源,减少大气污染.     

卸压开采抽采瓦斯理论及煤与瓦斯共采技术体系

针对低透气性、高吸附性、高瓦斯煤层群安全高效开采技术难题,以淮南矿区为主要试验研究基地,应用岩石力学、岩层移动、“O”形圈、瓦斯流动等理论,研究卸压开采采场内岩层移动及应力场分布规律、裂隙场演化及分布规律、卸压瓦斯富集区及运移规律等科学规律.针对不同煤（岩）层和瓦斯地质条件,探索出卸压开采抽采瓦斯理论,建立了卸压开采抽采瓦斯、煤与瓦斯共采技术体系.创新了低透气性、高瓦斯煤层群安全高效开采矿井设计理论,解决了煤与瓦斯共采重大工程技术难题.     

中国煤矿区域性瓦斯治理技术的发展

随着中国煤矿开采深度的增加,煤与瓦斯突出矿井和突出煤层的数量不断增加,以保护层开采及卸压瓦斯抽采技术和强化预抽煤层瓦斯技术为代表的区域性瓦斯治理技术,得到了长足发展.通过中国煤矿煤与瓦斯突出灾害严重性分析,阐述了煤与瓦斯突出灾害区域性治理的必要性,在此基础上分析了中国区域性瓦斯治理技术的发展过程、保护层开采及卸压瓦斯抽采技术和强化预抽煤层瓦斯技术的发展现状,还总结了淮南、淮北、阳泉和沈阳4个矿区区域性瓦斯治理技术的应用实例,最后对中国区域性瓦斯治理技术的应用前景进行了展望.     

中国煤矿区域性瓦斯治理技术的发展

随着中国煤矿开采深度的增加，煤与瓦斯突出矿井和突出煤层的数量不断增加，以保护层开采及卸压瓦斯抽采技术和强化预抽煤层瓦斯技术为代表的区域性瓦斯治理技术，得到了长足发展．通过中国煤矿煤与瓦斯突出灾害严重性分析，阐述了煤与瓦斯突出灾害区域性治理的必要性，在此基础上分析了中国区域性瓦斯治理技术的发展过程、保护层开采及卸压瓦斯抽采技术和强化预抽煤层瓦斯技术的发展现状，还总结了淮南、淮北、阳泉和沈阳4个矿区区域性瓦斯治理技术的应用实例，最后对中国区域性瓦斯治理技术的应用前景进行了展望．     

薄煤层群煤与瓦斯共采技术研究

七台河矿区具有煤层薄、透气性差、煤的坚固性系数小、瓦斯含量高、吸附性强、瓦斯涌出初速度衰减快等特点,同时矿区煤层群具有分组性,各组内煤层间距较小。为解决煤层顺层钻孔施工难度大、瓦斯抽放效果差,以及回采工作面上隅角和回风流中瓦斯浓度容易超限等难题,提出沿空留巷邻近层瓦斯抽采技术,构建了七台河矿区薄煤层群煤与瓦斯共采技术体系,并在七台河桃山矿进行了应用研究。应用结果表明,该技术能够实现煤与瓦斯安全高效共采。     

七台河新立矿近距离薄煤层群煤与瓦斯共采技术

 七台河新立矿区具有煤层薄、透气性差、煤坚固性系数小、瓦斯含量高等特点,同时煤层群具有分组性,各组内煤层间距较小。为解决邻近层瓦斯涌出量大、顺层钻孔施工难度大、本煤层抽放效果差,回采工作面上隅角和回风流中瓦斯浓度容易超限等难题,提出了顶板高位近水平长钻孔瓦斯抽采技术,构建了新立矿区近距离薄煤层群煤与瓦斯共采技术体系,并在新立矿区进行了应用研究。本文在邻近层卸压瓦斯抽采技术原理分析的基础上,采用UDEC4.0数值模拟软件计算得出采空区冒落带和裂隙带高度为6～8m和18～20m。抽采结果表明,顶板高位钻孔组瓦斯抽采技术治理瓦斯效果明显,上隅角瓦斯体积分数稳定在0.8%以下,且钻孔抽采瓦斯体积分数达55%以上,抽采量达50m3/min以上,实现煤与瓦斯安全高效共采。     

铁法矿区井下瓦斯抽采与地面煤层气开发

本文介绍了铁法矿区概况,论述了铁法矿区井下瓦斯抽采、地面煤层气开发的主要技术方法;指出高瓦斯、低透气性、复合煤层群开采矿区,只要抓住瓦斯赋存规律、涌出特点,采用灵活多变的技术方法是可以实现高效瓦斯抽采与地面煤层气开发。     

地面钻井抽采瓦斯技术的发展方向

瓦斯灾害是制约煤矿安全生产的主要矛盾，采用地面钻井抽采瓦斯，是瓦斯治理和煤层气开发的一种有效手段。淮南矿区在松软低透气性的煤层赋存条件下，通过瓦斯治理与采矿技术相结合，通过多年实践，基本明确了地面钻井抽采瓦斯技术的发展方向，其有关成熟做法对地质条件类似的矿区具有借鉴意义。     

我国煤矿井下规模化抽采煤层气技术模式初探

以晋城、两淮和松藻矿区为背景,总结了我国煤矿井下规模化抽采煤层气的技术模式和技术体系。通过对井下采煤和采气工程关系的研究,得出影响井下规模化抽采煤层气技术模式分类的关键因素是煤层渗透率、煤层赋存条件和煤层开采顺序,井下采煤与采气工程相互衔接的关键节点包含是否消除了煤层的突出危险性、是否实现了瓦斯抽采达标和是否能避免上隅角瓦斯超限;基于对井下规模化抽采煤层气技术模式分类和时空衔接关系的研究,结合各矿区抽采技术现状,构建了3种典型模式对应的技术体系,提出井下规模化抽采煤层气技术的发展方向。     

中国煤矿井下规模化抽采煤层气技术模式及适应条件研究

我国煤层气储层条件具有"三低一高"的特点,地面井抽采和井下抽采两者相互结合,取长补短是我国煤层气规模化开发的必由之路。本文通过对山西晋城、安徽两淮、重庆松藻3个示范矿区井下采煤和采气工程相互关系的研究,得出了煤矿井下规模化抽采煤层气技术模式划分方法和依据为煤层渗透率、煤层赋存条件和煤层开采顺序;煤矿井下采煤与采气工程相互衔接的关键节点为是否消除了煤层的煤与瓦斯突出危险性、是否实现了煤层瓦斯抽采达标和是否能避免工作面上隅角瓦斯超限;基于对煤矿井下规模化抽采煤层气技术模式和采煤-采气工程时空衔接关系的研究成果,结合各示范矿区井下煤层气抽采技术的应用现状,构建了3种典型模式对应的技术体系框架;从煤层条件、瓦斯条件和地质条件3个方面建立了典型井下规模化抽采煤层气技术的适应条件。最后,结合我国煤矿安全生产实际,提出了煤矿井下规模化抽采煤层气存在的技术瓶颈及新设想。     

焦坪矿区煤层气地面开发实践与思考

介绍了铜川矿业有限公司在对焦坪矿区煤储层基本概况和地质构造背景认真调研的基础上,在矿区侏罗纪煤层开展了三期煤层气地面开发试验。排采结果表明:地面瓦斯预抽采技术是解决焦坪矿区瓦斯灾害防治、环境保护,以及瓦斯资源利用的一条新路。     

绿色开采框架体系的煤与瓦斯共采技术

文章对绿色开采框架体系的煤与瓦斯共采技术从内涵和形式上进行了诠释,指出抽采高浓度瓦斯是推进煤与瓦斯共采技术工业化进程的重要因素,并以淮南为研究基地,对高浓度瓦斯赋存规律及抽采高浓度瓦斯关键技术进行总结,强调合理的生产布局与抽采系统是煤与瓦斯共采技术实现的重要保障。     

晋城矿区煤与煤层气共采研究进展及急需研究的基本问题

晋城矿区是我国最大的无烟煤生产矿区,自投产以来,受制于矿井煤层高瓦斯含量,常规井下抽采难以满足矿井安全高效生产的需要。晋煤集团通过探索地面抽采技术、井下抽采技术和地面与井下联合抽采技术,形成了"采煤采气一体化"的立体抽采模式,称为"晋城模式",并在国内推广应用,取得了好的效果。基于晋城矿区实际,提出了煤与煤层气共采的基本概念,分析了煤与煤层气共采研究现状,介绍了"采煤采气一体化"的煤矿瓦斯治理模式、地面抽采关键技术和井下抽采关键技术,并提出了今后一段时间内的努力方向和急需研究的几个基本问题。     

煤与瓦斯突出煤层群安全高效开采技术体系与展望

为了解决淮南矿区煤与瓦斯突出煤层群条件下复杂煤层赋存、多源瓦斯涌出、重复开采扰动、多头面生产准备等制约安全高效开采难题,通过分析煤与瓦斯共采技术原理,结合不同的煤与瓦斯赋存特点,对常规的开采上、下保护层瓦斯治理模式进行优化,提出重复开采下保护层远程泄压、开采近距离上保护层抽采瓦斯和顺序向上(下)开采依次保护3种煤与瓦斯共采改进模式,形成"采前、采中、采后"、"本煤层、邻近层、采空区"、"井下、井上"立体抽采瓦斯技术,以及无煤柱开采、突出危险保护层消突、岩巷快速施工、钻孔防喷及增透抽采、地面钻井施工、薄煤层开采装备等配套关键技术。统筹掘进、打钻、抽采、开采等安全生产工作,总结出准备区、治理区、开采区"三区"生产组织方式,从时间、空间上部署多煤层多头面多工序合理有序施工。应用结果表明:突出煤层群可以在低瓦斯状态下安全高效开采,能够建成特大型煤与瓦斯突出井工矿井。最后,针对深部开采面临的灾害治理工程量大、周期长、用工多、成本高等问题,给出了地面钻井治理瓦斯与水害技术思路、高瓦斯自燃煤层无煤柱无巷采煤攻关方向和智能矿山建设设想,并指出探索地面钻井治理灾害新技术、推广无煤柱无巷采煤新工法、研发智能化无人开采新装备是未来的创新方向。     

中国平煤神马集团煤与瓦斯共采及关键技术研究

国家973计划"深部煤炭开发中煤与瓦斯共采理论",针对深部煤炭资源开采中煤与瓦斯共采的共性基础问题,以河南平顶山矿区为研究试验基地,在深刻认识深部煤岩地质环境(深部煤岩体结构与复杂地质条件、裂隙场演化机制)、高应力环境(高地应力特征及高强度开采工程扰动规律)、共性问题(高应力强卸荷下深部多组裂隙煤岩体的力学行为、裂隙场演化规律、瓦斯场的富集及导向流动规律)的基础上,建立适合我国高瓦斯煤层赋存特点的深部煤炭开发中煤与瓦斯共采理论体系。初步形成了具有平顶山矿区特色的煤与瓦斯共采基础理论体系。研究成果为深部高突低透难采煤层的煤与瓦斯共采提供了必要的技术保障。     

煤层群首采关键层工作面卸压瓦斯抽采技术研究

瓦斯治理问题是工作面安全回采最关键的问题.文章以淮南潘一煤矿低透气性远距离煤层群开采首采的2371(1)工作面瓦斯治理技术为实例,提出并实施了被卸压保护煤层强化抽采瓦斯技术和开采层采空区瓦斯抽采技术,取得了工作面瓦斯抽采率高达88.54%、工作面回风流瓦斯浓度低于0.6%的效果,实现了高瓦斯煤层群煤与瓦斯安全高效共采,研究成果可在类似条件下的煤矿推广应用.