低透气性强突出煤层的瓦斯防治技术研究

祁东煤矿为煤与瓦斯突出矿井,特别是9煤层,实测瓦斯压力高达3.3 MPa,突出十分严重,属强突出煤层。为安全施工,消除突出给施工带来的危害,通过开采解放层及对本煤层实施穿层钻孔瓦斯抽放,消除突出危害,保证了后期掘进与采煤的施工安全。     

基于区域瓦斯治理的钻爆抽一体化技术及应用

针对我国高瓦斯煤层赋存特点及目前煤矿区域瓦斯治理过程中存在的问题,理论分析了煤与瓦斯耦合作用下爆生裂隙形成机理,开发了新型抽放钻孔密封材料,采用理论研究、数值模拟和现场测试相结合的方式,研究了基于区域瓦斯治理的钻爆抽一体化卸压增透技术,通过控制爆破以及PD复合材料密封抽放钻孔的一体化技术,达到整体卸压、增透、抽放瓦斯和...     

糯东煤矿低透软煤层水力冲孔瓦斯治理技术研究

传统的瓦斯抽采技术在糯东煤矿低透气性软煤层中治理瓦斯效果不佳。针对这一问题,在分析水力冲孔卸压增透煤体机理的基础上,在糯东煤矿松软低透煤层进行了水力冲孔现场实践,并初步考察了卸压增透效果。     

低透气性煤层蠕变预裂增透技术应用

大湾煤矿面临煤与瓦斯突出矿井低透气性煤层瓦斯抽采难的困扰。为弥补原有的密集顺层钻孔瓦斯抽采技术效果差、抽采率低的不足,大湾煤矿与相关企业合作,创造性地采用高压脉动空气量子植入蠕变预裂增透技术进行瓦斯抽采。明确瓦斯概况和论述技术原理后,在21110综采工作面回风顺槽对该技术进行了现场应用。实践表明,该创新技术可有效增加煤层透气性,延长钻孔瓦斯流量衰减周期,有效减少预抽时间,增大抽放半径;此外,可以减少钻孔工程量,提高抽采效率,极大降低煤与瓦斯突出的危险性。     

低透气性煤层增透卸压研究现状及新技术

阐述了低透气性煤层外加载荷破坏煤岩体中孔隙的增透卸压机理;进一步分析了煤岩体内部结构的变形和传统的增透卸压方法,以及基于这些方法大范围增透卸压的困难,提出了一种新的增透卸压方法,即可控煤与瓦斯喷流技术。此方法就是利用煤与瓦斯突出动力瓦斯膨胀能破碎煤体,抛出煤与瓦斯,增大煤层内的空腔,达到使更大范围内的煤层卸压,同时采出煤与瓦斯的目的。     

水压预裂技术在低透气性煤层中的应用研究

本文针对华崟山矿区高瓦斯松软薄煤层,平均透气性系数低、瓦斯抽采率低、抽采难度大的实际情况,首先阐述了水压预裂的瓦斯驱赶原理,其次在李子垭矿25011工作面的增透消突试验中采用了矿用乳化泵作为高压水产生装置,高强度封孔材料进行注水孔密封的一套新型技术,并从钻孔瓦斯流量、瓦斯抽采达标、突出危险性等方面进行了水力压裂效果考察分析,通过水压预裂施工,提高了煤层透气性,为瓦斯的流动性创造了良好的条件,扩大了瓦斯可抽源,在提高瓦斯抽采浓度和抽采量的同时,缩短了瓦斯抽排放时间,为煤矿生产的效率和安全状况奠定了良好的基础。     

低透气性煤层瓦斯抽采技术与应用

在煤矿开采中,瓦斯灾害一直是威胁煤矿安全生产的主要灾害之一。随着煤层开采深度的增加,煤层透气性随之减小,从而严重影响了煤层瓦斯的抽采率和瓦斯抽采效果。针对我国煤矿绝大部分煤层属于低透气性煤层的情况,论述和分析了低透气性煤层瓦斯抽采的各种技术原理及应用。给低透气性煤层瓦斯抽采提供技术指导,解决矿区实际问题。研究低透气性煤层瓦斯抽采具有广阔的应用前景与应用价值。     

重复水力压裂技术在深井低透气性煤层中的应用

随着井下煤矿开采深度的不断加大,煤层透气性进一步降低,煤层瓦斯抽采难度亦同时增加,对于单一无保护层煤层来说,大多数需要人为地增加渗透率,水力压裂因其增透范围广,性价比相对较高而取得广泛的应用。对于深井低透气性煤层来说,为了进一步提高瓦斯抽采效率,单次的水力压裂增透技术已然不能满足需要,因此提出了井下重复水力压裂技术,并且论述了重复压裂原理及工艺流程。根据十二矿己_(15)-31040工作面地质情况,设计了相关水力压裂参数,并进行了重复水力压裂和压裂之后瓦斯抽采的效果检验。结果表明:煤层经过重复水力压裂后,煤层残余瓦斯含量较单次压裂降低明显,而且瓦斯抽采浓度和纯量亦增加显著。试验结果表明重复水力压裂可以明显提高深井低透气性煤层瓦斯抽采效率,具有一定瓦斯防治的应用价值。     

高地应力突出煤层定向卸压增透技术的应用

在分析高地应力突出煤层定向卸压增透技术原理的基础上,以高低位巷穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯技术为例,对定向卸压增透技术的系统装备、施工工艺要点及注意事项进行了介绍。该技术在平煤十矿的应用表明,煤层透气性系数提高了800倍,大幅度降低了防突措施工程量,有效提高了回采生产效率。     

爆生气体对高应力低透气性煤层深孔爆破增透影响的数值模拟

考虑爆炸波和爆生气体时程荷载,采用FLAC3D有限差分动力模块,模拟了衰减规律不同的爆生气体对高应力高瓦斯低透煤层深孔爆破裂纹扩展的影响。其中,随裂纹扩展的时间和速度而衰减的爆生气体时程荷载,既作用在炮孔壁上又作用在爆生裂纹表面。研究结果表明:爆生气体在深埋高应力低透气性煤层深孔爆破致裂过程中起主要的驱动作用,煤层增透的效果随爆生气体衰减速度的降低而显著增加;高量爆生气体的低爆速炸药的研发对高应力高瓦斯低透煤层深孔爆破增透的现实意义重大。     

煤层注水在瓦斯灾害治理中的研究与应用

为消除鹤煤三矿采煤工作面瓦斯突出危险,在已有相关理论研究的基础上,建立了注水情形下煤层破坏的流固耦合瓦斯抽采模型,详细阐述了煤层破坏、自由水运移、瓦斯压力变化三者耦合作用关系,分析了裂隙自由水运移影响下注水钻孔塑性区变化过程。模拟结果表明:外界自由水的注入对煤层破坏效果显著。首先随着自由水的注入,扩大了钻孔塑性破坏区范围,降低了自由水润湿区域内煤层弹性模量等参数,促进了自由水在裂隙内的运移。其次,伴随自由水压力的升高,自由水逐渐进入煤层深部,提高了裂隙空间内自由水饱和度,抑制了煤层内瓦斯解吸、扩散过程,减少了瓦斯的释放。通过现场实践表明,两者变化趋势一致,因此该模型可用于瓦斯灾害治理。     

低渗透性煤层瓦斯治理技术研究

地下煤矿开采需要有效的技术方法来控制瓦斯的排放。针对低渗透性煤层瓦斯抽采困难的问题,提出了一种低渗煤层瓦斯高效抽采方法,并进行了井下工程试验,包括长钻孔、斜交叉钻孔和上隅角柔性抽采管等技术。现场试验表明,该技术可有效提高低渗煤层瓦斯抽采率,51109、51105工作面瓦斯抽采率从30%分别提高到67.33%和76.44%,工作面风流中瓦斯浓度大幅下降至0.3%左右。研究为低渗透性煤层瓦斯治理技术研究提供了新思路。     

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。     

低透气性突出煤层煤巷“三带”的研究与应用

针对车集煤矿2309工作面煤层瓦斯含量较高、煤层透气性较差等问题,采用Origin数值分析,对2309工作面切眼两侧顺层钻孔内瓦斯浓度变化规律及2309工作面切眼两侧卸压带宽度进行了研究。研究得出:2309工作面切眼卸压带内宽度自巷道左帮开始为0~12.7 m,应力集中带位于12.2~16.7 m,原始应力区为大于16.7 m。因此,2309工作面向前掘进时进尺不大于12.7 m,且对本煤层施工的顺层钻孔封孔长度不小于12.7 m,才能够有效保证钻孔的抽采效果;同时根据钻孔瓦斯浓度衰减规律,要求顺层钻孔在封孔结束后30 d内必须保证抽采负压,确保钻孔的抽采效果。研究为矿井的瓦斯抽采和巷道掘进速度提供技术支撑,有效保证了突出煤层瓦斯防治的治理水平。     

松软低透煤层钻孔卸压增透技术研究

为解决松软低透突出煤层卸压增透难题,在祁南矿开展了深螺纹钻杆钻进工艺试验。效果考察结果表明,钻孔排渣量越大,煤体卸压效果越好;钻孔瓦斯初始涌出量越大、衰减系数越小,抽采达标时间越短。研究认为,松软低透煤层应以卸压增透为发展方向;钻孔卸压增透技术的本质就是加大钻孔排渣量;应制定配套的薪酬管理及钻孔考核验收制度,应把钻孔排渣量、瓦斯初始流量作为重要考核内容。     

基于深孔预裂爆破增透技术的低透气性煤层瓦斯抽采研究

为了有效地对低透气性煤层进行瓦斯抽采,确保矿井的安全开采,研究了深孔预裂爆破增透技术对煤体的致裂机理,分析了控制孔对裂隙发育的影响,确定了爆破影响半径和裂隙区的范围,采用数值模拟分析研究了不同时间段煤体受力状态和裂纹扩展情况以及爆破孔附近煤体裂纹的长度及数量。研究有效地解决了低气性煤层的瓦斯抽采问题,具有一定的推广应用价值。     

深部低透煤层瓦斯抽采钻孔封孔方式研究

针对深部低透煤层瓦斯抽采钻孔封孔质量差的问题,分析了我国煤矿瓦斯抽采主要封孔方式技术特点以及存在的问题,认为巷帮及钻孔周围煤体应力“三带”分布、贯通裂隙发育情况及合理封孔深度的研究不够透彻,注浆压力和时间不足,钻孔应力失稳流动通道闭合、塌孔、淤塞等情况无法有效防治,是造成瓦斯抽采封孔效果不理想的主要原因。提出了研究扰动影响下钻孔周围煤体贯通裂隙发育情况,合理封孔深度,提高“两堵一注”囊袋堵头强度、注浆压力和时间,实施二次封孔以及孔壁支护等方面的改进对策,对深部矿井提高瓦斯抽采效率和安全生产具有重要的理论和现实意义。     

单一低渗透突出煤层水力冲孔工艺优化应用分析

为了有效提高单一低渗透突出煤层的瓦斯抽采效率,以高压水射流冲击理论为指导,针对平煤股份八矿己组突出煤层特征建立数值模型,模拟分析水力冲孔应力分布规律,通过现场实测分析冲孔有效影响范围,进一步优化设计冲孔参数、指导现场施工。现场应用表明,水力冲孔是一种行之有效的方法,对单一低渗透突出煤层实施水力冲孔卸压增透、提高瓦斯抽采效果具有重要意义。     

矿井煤尘爆炸及抑爆技术的研究现状及发展趋势

矿井煤尘爆炸事故往往会造成重大人员伤亡和财产损失。为了防止煤尘爆炸发生,研发高效绿色的抑爆材料,整理了国内外关于煤尘爆炸的研究情况,包括煤尘爆炸机理、爆炸特性、爆炸传播规律以及煤尘的抑爆技术,并针对煤尘爆炸方面的研究提出了未来发展趋势。分析结果表明,需对多因素及特殊环境下的煤尘爆炸特性进行深入研究,建立煤尘爆炸过程全景式分子作用机制的爆炸机理,并结合实际矿井环境对煤尘爆炸传播规律进行研究,结合爆炸机理研发新型抑爆材料,从本质上中断爆炸反应过程。     

煤层注水治理瓦斯灾害流固耦合关系研究

为消除瓦斯突出危险及工作面煤尘污染,基于平煤股份十矿己_15-16-24130工作面煤层地质赋存条件,建立了注水情形下煤层破坏的瓦斯抽采模型。提出了注水消除煤层瓦斯突出危险、降低煤尘排放的应用方案,分析了裂隙自由水运移影响下注水钻孔塑性破坏过程。模拟结果表明:随着自由水的注入,扩大了钻孔塑性破坏区范围,降低了自由水润湿区域内煤层物理特性。伴随自由水压力的升高,自由水逐渐进入煤层深部,提高了裂隙空间内自由水饱和度,抑制了煤层内瓦斯解吸、扩散过程,减少了瓦斯的释放。结合现场工业性试验可知,外界自由水的注入对煤层软化、破坏效果显著,对减少煤矿井下煤尘灾害、消除工作面瓦斯突出风险具有重要意义。