煤与瓦斯突出危险煤层卸压开采可行性分析

煤与瓦斯突出危险煤层是矿井开采的严重灾害之一。结合贵州某矿具体地质条件,运用比值判别法、"三带"判别法、围岩平衡法和数理统计法对上行式卸压开采方式进行了理论分析;运用UDEC和FLAC3D数值模拟软件分别对上覆岩层运移和裂隙演化规律与被保护层应力分布进行了分析。综合分析证明下保护层的开采可以对被保护层的矿山压力和瓦斯压力起到有效的卸压作用。     

保护层开采被保护煤层自卸压效果分析

为了实现矿井具有突出危险82煤层的安全高效开采,根据矿井煤层群赋存及突出危险性情况,进行了保护层开采试验。被保护82煤层经过自卸压后,通过其掘进过程的突出危险预测指标和残余瓦斯含量考察情况分析认为被保护82煤层自卸压效果明显,已经达到了区域性防治82煤层煤与瓦斯突出的目标。     

登封矿区煤与瓦斯突出矿井开采保护层合理性分析

开采保护层并辅以综合抽放被保护煤层瓦斯,是综合防治煤与瓦斯突出事故的一项重要措施。但是,目前对开采保护层这一问题的认识尚存在偏差,如给企业增加负担、耗费资金、没有经济效益、开采技术难度大等。为此,笔者对登封矿区下保护层开采问题的可行性及科学性进行了分析,分析认为:登封矿区实行保护层开采切实可行,可以实现有效消突。     

保护层开采在煤与瓦斯突出矿井的应用

煤与瓦斯突出事故不仅阻碍矿井的安全生产,更制约着矿井的增能增效。为降低煤与瓦斯突出危险性,保障矿井安全生产和矿工的生命安全,突出矿井需要防突设计。结合煤与瓦斯突出矿井设计的实例,分析了保护层开采的必要性和可行性,为突出矿井设计提供技术支撑和借鉴;也为提高矿井经济效益提供保障。     

保护层开采卸压抽放瓦斯技术探究

以李二矿保护层6222B9工作面作为试验地点,为了解决煤层开采期间面临的瓦斯治理问题,结合工作面的实际情况,提出风排瓦斯、风排加采空区埋管抽放瓦斯、回风顺槽倾斜穿层钻孔瓦斯抽放、煤层巷道和穿层钻孔瓦斯抽放的治理技术方案。     

上保护层开采下伏煤岩体应力卸压规律力学分析

在分析上保护层开采卸压作用与防突机理基础上,利用弹性力学理论建立了上保护层开采下伏煤岩体应力变化力学模型,推导了底板任意一点应力分布计算方程,依据MohrCoulomb准则给出了底板煤岩体破坏判据。结合平煤十二矿己14-己15煤层联合开采工程案例,研究了开采上保护层底板裂隙发育深度与采高的关系,分析了不同上保护层采高条件下裂隙发育与突出煤层应力卸压规律。研究表明:随着底板深度的增加,下伏煤岩体卸压程度越来越低,卸压范围逐渐缩小,应力分布由浅部的"U"型逐渐过渡为深部的"V"型;当保护层己14-31010工作面设计采高为2.0 m时,下伏己15突出煤体裂隙发育,应力卸压率接近90%,保证卸压效果的同时可兼顾经济与社会效益。工程实例显示:己14上保护层开采后,下伏己15突出煤层瓦斯压力由1.78 MPa下降至0.35 MPa,降幅高达81%,与应力卸压理论计算结果相符。     

高瓦斯矿区开采保护层优化方案分析

煤与瓦斯突出是煤矿生产过程中常发生的严重自然灾害之一,通过选择开采保护层,使得突出煤层变成非突出煤层,高瓦斯煤层变成低瓦斯煤层,从而达到防治瓦斯的目的。芦岭煤矿所处的淮北矿区瓦斯储存丰富、瓦斯压力大,该矿瓦斯地质条件复杂,直接制约着煤矿的安全生产。为了保证矿井的中长期接替和工作面的安全回采,对采10煤和采10煤顶板泥岩两个开采保护层方案进行安全、经济技术一体化方案论证对比,结果表明采10煤顶板泥岩方案更符合芦岭煤矿生产的要求。     

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。     

远程下保护层开采煤岩卸压效应研究

基于保护层开采覆岩移动破坏特征,分析了远程下保护层开采煤岩卸压的可行性,采用FLAC2D数值模拟软件对被保护煤层的应力分布特征、煤厚变形规律、水平位移规律、卸压范围及卸压角进行了研究。结果表明：下保护层开采时,断裂带高度已发育到被保护层,煤层产生膨胀变形,生成大量的次生裂隙,使被保护煤层产生不同程度的卸压,同时水平位移的产生也有利于煤层透气性增加。在走向方向上,被保护层向保护层采空区方向内错约30 m,煤层进入稳定膨胀变形区,走向有效卸压角的大小为66°左右。研究结果应用于工程实践后,淮南某矿13-1煤层瓦斯压力由原来的4.4 MPa变为卸压后的0.7 MPa,煤层透气性系数增大了1 061倍,表明该方法是较好的区域性防突措施。     

定向钻进技术在煤矿保护层开采卸压瓦斯抽采中的应用

针对西北某煤矿上保护层开采过程中卸压瓦斯大量逸散至工作面,常规钻孔存在工程量大、抽采效果差等问题,采用煤矿井下定向钻进技术对下部被保护煤层卸压逸散出的游离瓦斯进行提前抽采,并将其抽采效果与常规钻孔进行对比分析,同时对不同层位的定向钻孔瓦斯抽采效果进行考察对比.研究表明,同一区域的定向钻孔瓦斯抽采效果优于常规钻孔,其单日...     

突出煤层瓦斯防治技术研究与应用

针对低透气性突出煤层瓦斯治理难题,试验研究了采用保护层开采和高压水射流钻割一体化为主的瓦斯抽采技术。本文介绍了回采工作面远程卸压保护预抽技术和高压水射流钻孔与切割试验情况和效果,煤层透气性系数显著增加,实现了瓦斯强化抽采,消除了煤层的突出危险性,在其他类似条件矿井具有推广应用价值。     

软岩保护层开采底抽巷穿层卸压抽采瓦斯技术研究

为了解决目前平煤十三矿瓦斯抽采效果不佳的难题,结合煤矿的现场实际条件,提出了软岩保护层开采底抽巷穿层卸压抽采瓦斯技术,选择13100软岩保护层工作面作为首采面,然后在保护层工作面实施底抽巷穿层钻孔,并对底抽巷卸压区、未卸压区的单孔瓦斯浓度、瓦斯纯量进行测量。研究结果表明:通过连续2个月的观测,13100软岩保护层工作面底抽巷卸压区单孔平均瓦斯浓度在40%以上,较未卸压区至少提高了160%,同时单孔抽采纯量是未卸压区抽采纯量的32倍。     

卸压开采地面钻井抽采的数值模拟研究

卸压开采地面钻井抽采是煤与瓦斯共采的关键技术之一,是提高瓦斯采出率确保高瓦斯突出煤层安全高效开采的重要措施。在现有研究的基础上,综合岩体渗透率与应力的指数关系、岩体渗透率与塑性裂隙发育情况的关系以及采空区内破碎岩体压实过程中渗透率的变化情况,运用FLAC3D内嵌的FISH语言对渗流模式进行二次开发。结合淮南某矿卸压开采地面钻采的实际地质条件,运用所建模型模拟了卸压抽采过程中围岩渗透率的变化情况,掌握了被保护层、采空区以及钻孔周围渗透率的分布情况。在此基础上进行了钻采瓦斯的渗流计算,在验证地面瓦斯抽采效果的同时掌握了卸压抽采瓦斯的渗流路径：认为被保护层瓦斯除了直接涌入抽采钻井,大部分瓦斯首先渗流至邻近岩体,再通过层间岩体涌入瓦斯抽采钻孔。通过淮南某矿卸压抽采过程中的抽采实测数据以及邻近工作面裂隙带实测数据验证了数值模型的正确性。     

Research on risk evaluation of mine gas outburst fatalness in Xiangshui Mine

The danger degree evaluation of coal and gas outburst is mainly evaluating spot risk using the safety examination table and the evaluation value can be found. According to factors influence coal and gas outburst majorth were qualitative or fuzzy similar factors, used fuzzy gathering classification method for the coal and the gas outburst analysis, established fuzzy model, according to the model adopted the fuzzy similar selective principle proceeding evaluated. Two kinds methods join together analysis can raise on the accuracy rate of the prediction. Supported by the National Natural Science Foundation of China(50674052)     

地应力对瓦斯压力及突出灾害的控制作用研究

为考察地应力对瓦斯压力与突出灾害的控制作用,通过理论分析和现场实例验证相结合的方法,分析了地应力的演化特征及构造应力对煤体结构、瓦斯压力和突出灾害的控制作用规律。研究结果表明：构造应力的演化对煤层瓦斯赋存及运移起主导控制作用,含煤地层在高构造应力作用下其煤层瓦斯压力梯度可能远超过静水压力梯度,形成高的瓦斯压力;在强烈构造运动作用下形成的构造煤具有煤体强度低、瓦斯吸附和放散能力强等特点。由于地应力对煤体结构和瓦斯压力均起到控制作用,可以认为地应力在突出灾害中起主导控制作用,是煤体破坏的主要动力,也是高压瓦斯存在的前提。最后文中以祁南煤矿72煤层的瓦斯突出灾害特征验证了构造应力对突出灾害的主导控制作用。     

突出口径对煤与瓦斯突出强度影响研究

改进大型煤与瓦斯突出模拟试验装置,增加两个气体压力传感器和两个温度传感器,进行突出口径分别为10mm,30mm,50mm的煤与瓦斯突出模拟试验。试验结果表明:在0.75 MPa瓦斯压力条件下,突出口径为10mm时没有发生煤与瓦斯突出,突出口径为50mm和30mm时发生煤与瓦斯突出,突出煤体质量分别为25.40kg和15.05kg。随着突出口径的减小煤与瓦斯突出的煤量减少,突出强度降低。突出口径的大小影响煤体突出的状态,突出口径越大,煤体突出的距离越远,破坏性也越高。突出后煤样中粒径在1.6~5.0mm范围内的煤颗粒比例减小,而粒径小于0.75mm的煤颗粒比例增加,体现了突出过程中的破碎功,具有较强的粉碎性。突出口径越大,煤体越易于破裂失稳并发生煤与瓦斯突出,煤体中瓦斯的放散受突出口径的影响,使煤体中瓦斯压力梯度变化趋势不同。突出口径越大,瓦斯压力降低越快,瓦斯对煤体的粉碎性越明显,突出强度也越大,突出过程中煤体温度也发生变化,说明突出口径影响含瓦斯煤的破断失稳和突出特性。     

瓦斯压力对原煤渗透特性的影响

以松藻煤电公司渝阳煤矿8号突出煤层原煤试样为研究对象,利用实验室研制的三轴渗透仪,进行不同轴压围压条件下瓦斯压力对突出原煤渗流特性试验。试验结果表明,瓦斯渗流速度随着瓦斯压力的增加而增加,呈显著的二次多项式函数关系;随着瓦斯压力的增加,突出煤体的渗透率呈现出先减小后增大的趋势,具有明显的Klinkenberg效应;渗透率随瓦斯压力的增加呈“V”字形变化,具有明显的阶段性;随着瓦斯压力的增加,Klinkenberg系数b与绝对渗透率Kg之间呈显著的幂函数关系;瓦斯压力p与渗透率K之间呈显著的二次多项式函数关系。     

无保护层开采高突工作面“钻抽爆评”一体化综合防突技术研究与应用

为解决平煤股份十矿戊9-20180综采工作面煤与瓦斯突出危险这一技术难题,采用了无保护层开采、本煤层钻孔瓦斯抽采、分段间隔打钻抽采、深孔预裂爆破技术及煤与瓦斯突出工作面定期安全评价的管理机制.试验表明,煤体瓦斯含量由原来的8～13 m3/t下降到3.2932 m3/t,杜绝了煤与瓦斯突出事故的发生,确保高浓度瓦斯工作面回采期间安全生产.