基于COMSOL的钻孔有效抽采半径变化规律研究与工程应用

为了有效防治瓦斯灾害的发生,采用COMSOL数值模拟软件对钻孔抽采过程中瓦斯运移规律以及抽采时间与煤层瓦斯有效抽采半径的关系进行了分析研究。研究得出:在不同抽采时间段下,随着抽采时间的增加,瓦斯压力降低的范围越来越广泛;随着抽采时间的增加,有效抽采半径也随之增加,但是有效抽采半径的增长幅度逐渐减小,再经过拟合分析得到抽采时间与有效抽采半径的关系近似于幂函数关系。通过在云盖山煤矿一矿现场施工验证,得到了所采二₁煤层顺层钻孔有效抽采半径,为矿井顺层钻孔预抽回采工作面瓦斯提供了设计依据。     

寺家庄矿15~#煤层超前排放孔有效半径考察

超前排放钻孔是目前煤矿采掘工作面最常用的防治煤与瓦斯突出措施,以阳煤集团寺家庄矿15#煤层15108工作面为背景,通过钻孔瓦斯涌出量法测定排放钻孔有效半径,为矿井超前排放钻孔措施设计提供依据。     

屯兰煤矿超前排放钻孔有效排放半径的研究

为了解决屯兰煤矿防突措施中超前排放钻孔孔径选取和钻孔布置的问题,根据钻孔瓦斯涌出量与排放时间的关系,测定钻孔瓦斯涌出量变化率以确定超前钻孔的有效排放半径。结果表明:屯兰煤矿2#、4#、8#和9#煤煤层超前钻孔的有效排放半径分别为0.5m、1m、0.5m、0.5m,为屯兰煤矿超前排放钻孔的设计提供了依据,提高了防突措施效果。     

煤巷超前钻孔防突技术的研究

通过研究超前瓦斯排放钻孔的有效排放半径,为煤层超前钻孔的布置提供科学依据,提高防突措施的有效性.以平煤十三矿为研究应用基地,以超前钻孔的防突机理为指导,对使用瓦斯压力降低法、钻孔瓦斯流量法以及钻屑量与钻屑瓦斯解吸指标法测定超前瓦斯排放钻孔有效排放半径的过程进行了比较和综述;合理选择了钻屑量与钻屑瓦斯解吸指标法进行现场应用.通过研究分析,掌握了超前瓦斯排放钻孔有效排放半径各种测定方法的选择与应用,实现了煤层超前钻孔科学布置防突的有效性.     

基于瓦斯流动理论的超前钻孔有效排放半径研究

为了准确测定超前钻孔的有效排放半径,从煤层瓦斯流动规律的角度探讨了排放钻孔的影响因素,发现在一定煤层内,由于受条件限制,采用改变钻孔直径和长度及煤层透气性系数等方法提高排放效果是有限的.根据钻孔瓦斯涌出量与排放时间的关系,基于新集一矿的现场实际,通过计算钻孔瓦斯涌出量的变化率准确判定了超前钻孔的有效排放半径,得出在13-1煤层φ91 mm超前钻孔的有效排放半径为0.8m.     

低瓦斯低透气性煤层超前钻孔有效排放半径的测定

根据白庙煤矿二1煤层为低瓦斯低透气性的实际情况,采用钻屑量法测定了二1煤层75 mm超前钻孔的有效排放半径,为超前钻孔的设计布置提供了科学依据。     

“两软一硬”不稳定煤层沿空留巷工艺探索及应用

云盖山煤矿一矿通过采取主动和被动支护相结合,并进行支护试验和矿压观测,有效地控制了巷道变形,提高沿空留巷围岩稳定性,保证了工作面正常回采和沿空留巷工艺的有效实施,达到"沿出效率"、"留出效益"、"促进安全"的预期目标。     

“三软”低透气性煤层超前钻孔有效排放半径的测定

利用钻孔流量法,对大平煤矿二1煤层的超前钻孔有效排放半径进行了测试,为“三软”低透气性煤层超前钻孔的布置提供了科学依据,提高了防突措施的有效性。     

复杂地质综采工作面矿压规律监测与分析

五轮山煤矿1801工作面为矿井的第一个综采工作面,研究其顶板的矿压规律对开采过程中的顶板管理显得尤为重要。通过现场的仪器监测,结合矿山压力与岩层控制理论,对五轮山煤矿1801综放工作面回采期间矿压规律进行观测分析。得出了1801工作面回采期间的矿压显现规律和支架的载荷分布特点;来压期间,根据超前支承压力的观测,确定工作面超前支护的距离是50m。     

超前排放孔在局部高瓦斯掘进工作面的应用

瓦斯灾害已成为制约煤矿高效安全生产的主要问题.为解决某矿掘进工作面瓦斯超限的问题,实施超前排放钻孔连管抽放技术,采用瓦斯流量法和钻屑指标法确定瓦斯排放半径.2个月的生产实践证明,超前排放钻孔连管抽放技术可有效避免瓦斯灾害,实现快速掘进.     

综采工作面底板物探异常区检验孔施工设计及效果评价

为了确保矿井的安全生产,根据云盖山一矿22204工作面底板抽放巷瞬变电磁探测视电阻率值,预测在此次瞬变电磁探测范围内,探测出B级富水异常区2个,G级高阻畸变区3个,然后对综采工作面底板物探异常区检验孔进行施工设计,初步设计钻场5个,设计钻孔10个,钻探进尺1 160 m,来验证22204综采工作面瞬变电磁勘探报告探测的底板异常区,然后根据检验结果,对物探异常区附近进行注浆加固,封堵导水通道,加强隔水层强度,使含水层变为弱含水层或隔水层,确保工作面回采安全。     

云盖山煤矿瓦斯抽采效果考察

随着矿井开采深度的增加和开采强度的增大,煤与瓦斯突出问题越来越严重,煤层瓦斯压力、瓦斯含量、地应力加大致使突出矿井的突出危险性越来越严重,突出频率增加,突出强度增大,大型、特大型突出所占比例越来越大,煤与瓦斯突出已成为严重威胁矿井安全生产的主要问题之一。目前不具备保护层开采条件的煤层,井下钻孔预抽瓦斯是防治煤与瓦斯突出的主要手段之一,钻孔瓦斯抽采效果与煤层瓦斯含量、透气性系数、抽采钻孔直径及负压、抽采目的和时间等因素有关。针对云盖山煤矿在瓦斯治理中采用的不同瓦斯治理钻孔,结合矿井实际生产条件和不同瓦斯治理钻孔的有效抽放半径的现场测试结果,对不同瓦斯治理钻孔的瓦斯抽采效果进行考察,验证了不同瓦斯治理钻孔的有效抽放半径等技术参数。     

严重突出煤层穿层钻孔“钻冲筛运”一体化瓦斯治理技术研究与应用

鹤煤公司八矿地质构造复杂、断层褶曲发育,尤其井田深部断层多,并且煤层透气性低且松软,打钻塌孔、喷孔严重,瓦斯抽放效果不好,给煤炭开采和瓦斯综合治理带来了困难。针对鹤煤公司八矿穿层钻孔瓦斯治理技术措施进行井下现场探索与研究,通过在3205底抽巷经过多次技术方案论证、实践,摸索出一套钻冲筛运一体化整套技术流程,并分析高压水力冲孔瓦斯涌出特征、有效影响半径。通过采用高压水力冲孔、振动筛选、转载装运,提高了水力冲孔效果和效率,改善了工作环境。     

基于钻孔瞬变电磁法的断层富水性三维空间探测

断层是导通含水层的主要通道,在煤矿生产过程中采用物探、钻探等手段提前查明断层富水性是非常必要的工作。针对该问题,通过在探查钻孔中采用钻孔瞬变电磁法三分量探测技术,通过理论数值模拟和在济宁三号煤矿应用表明,钻孔瞬变电磁法三分量中的X、Y分量响应形态的“S”形态和反“S”形态以及Z分量的单峰形态,可以判断出异常在钻孔周围的空间展布范围,孔中噪声水平更低、探测半径可以达到32 m,探测结果对异常地质体的划分更加精细,通过三维空间成图判别了异常体主要来自煤层顶板,指导了矿方后续该区域的防治水工作,证明了该方法的有效性,同时为煤矿巷道掘进和工作面回采前的地质预报提供了新的技术手段。     

车集煤矿底抽巷穿层钻孔有效抽采半径研究

钻孔抽采瓦斯是有效防治矿井瓦斯、消除突出危险的重要措施,钻孔有效抽采半径是抽采的重要参数.为了合理确定车集煤矿穿层预抽钻孔的布孔间距,通过现场实测,采用瓦斯流量法和瓦斯含量法对26采区的普通孔、水力冲孔的有效抽采半径进行考察,并根据车集煤矿二2煤层实际赋存情况,采用Comsol数值模拟软件对普通孔、水力冲孔的有效抽采半...     

煤矿薄煤层定向钻孔水害探查技术研究

从保德煤矿水文地质条件出发,研究了矿区奥灰水突水危险性,计算了8号煤层底板安全隔水层厚度和突水系数。采用薄煤层定向钻探工艺对保德煤矿81312工作面胶带运输巷道和81313工作面辅助运输巷道底板以下岩层及10号煤层进行水害及隐伏构造探查,探明了8号煤层底板岩层地质构造及富水性,形成了区域薄煤层定向钻孔水害探查方法。研究表明,利用定向钻孔的一孔多用功能超前预抽10号煤层瓦斯,可为矿区安全开采提供保障。     

综合物探方法在陷落柱探测中的应用

针对煤矿巷道掘进面前方地质构造预报问题,采用矿井瞬变电磁和瑞雷波综合超前探测技术对小回沟矿1号西回风大巷进行探测,划定异常区域进行钻探验证。结果表明:使用综合物探技术能准确预测掘进面前方陷落柱的范围及含水情况,对类似地质条件的矿区的安全掘进具有一定的示范作用。     

特厚煤层顶煤深孔预裂爆破技术研究

针对潘津煤矿二采区23-25号煤层赋存条件,提出采用深孔预裂爆破的方式来弱化顶板;基于断裂力学、爆炸动力学分析了顶煤深孔预裂爆破原理及煤体爆破破坏分区特征;根据前人的研究成果及煤体力学特征,合理地对炸药类型、不耦合系数、封孔系数及起爆方式等爆破参数进行分析,利用数值分析软件ANSYS LS_DYNA确定了最优不耦合系数为1.25,封孔系数为0.25;依据确定的最终参数计算得到爆破下顶煤破碎区半径、裂隙区半径分别为0.836 4、3.942 6 m,弹性震动区半径约5.6 m,并确定炮孔间距为8 m。基于工作面的工程地质条件,提出了两巷超前预裂深孔爆破的顶煤预裂方案,该方案应用于工程实践后,能有效地弱化顶板,提高回采率。     

坑道透视技术在金刚煤矿的应用效果与分析

为了对金刚煤矿采煤工作面可能出现的各种地质异常情况进行预报、定位和分析研究,运用矿井坑道透视技术,对3116、3118、31110采煤工作面进行了探测实验与分析。实验结果表明,采用0.5 MHz频率的坑道透视技术,能够较为准确地预报出金刚煤矿采煤工作面内煤层破碎带、陷落柱,为金刚煤矿采煤工作减少了钻探费用,并提供了物探技术支持。