低渗煤层气相压裂技术优化设计研究

根据某矿煤层大多为低渗松软难抽采煤层,瓦斯治理技术难度大的特点,在原有气相压裂设计方案的基础上,对其进行优化,展开80m双孔气相压裂预抽试验,给出了设计图及钻孔参数;为分析80m双孔压裂方案,"2+3"方案的抽采效果,选取井下相关地点进行了抽采效果评价,结果表明,优化的气相压裂设计方案全部并网后平均钻孔瓦斯抽采浓度提高了90%,平均抽采纯量提高了120%,达到了预期的抽采效果。     

本煤层双套管瓦斯抽采技术与研究

针对某矿M8-2煤层本煤层钻孔抽采瓦斯体积分数低、瓦斯纯量不高、塌孔、堵孔等导致抽采效果不理想的问题,研究出使用本煤层双套管瓦斯抽采设备对井下钻孔进行瓦斯抽采。介绍了双套管管径与长度对瓦斯抽采的影响,分析了双套管高效抽采的原因以及井下双套管的施工工艺。并在11-2煤层E1305工作面进行了现场应用,结果发现,钻孔密封性提高,塌孔、堵孔现象鲜有发生,瓦斯抽采体积分数接近90%,抽采瓦斯纯量是之前的1.8倍,抽采一个月后瓦斯流量仍居高不下,有效抽采时间较之前延长了15d,预抽煤层瓦斯率达到46%,瓦斯抽采效果明显改善。     

高位定向长钻孔在综放工作面顶板裂隙瓦斯抽采中的应用研究

11203综放工作面回采的11#煤层具有瓦斯含量高、抽采难度大等问题，常规的顺层钻孔以及顶板高位钻孔难以有效解决回风巷及回风隅角瓦斯浓度高问题。为此，提出用高位定向长钻孔抽采顶板裂隙瓦斯，通过大直径钻孔提高抽采效果。依据现场条件确定高位定向长钻孔布置层位及施工方案并进行工程应用，现场应用后，高位定向长钻孔瓦斯浓度、抽采量均保持高位，采面回风巷及回风隅角瓦斯浓度分别控制在0.4%、0.6%以内，取得较好瓦斯治理效果。     

3405综放工作面瓦斯综合治理技术研究与应用

为了合理抽采综放工作面瓦斯,通过对工作面地质概况、瓦斯含量及巷道布置分析,确定了"本煤层钻孔+高位钻场钻孔+定向钻场钻孔+沿空留巷插管"抽采瓦斯综合治理技术,并对抽采钻孔进行了参数设计。结果表明,该技术可有效抽放瓦斯,瓦斯涌出量减小,提高了瓦斯抽采能力,保障了工作面安全高效生产。     

煤矿井下瓦斯抽采管网监测系统的应用

通过建立煤矿井下瓦斯抽采管网监控系统,安装KJ370瓦斯抽采管网监测系统对井下临近层和本煤层管道参数进行在线监测,可以对井下本煤层和临近层瓦斯管内瓦斯参数进行连续监测,认为KJ370瓦斯抽采管网监测系统监测数据达到了预期效果,对回采工作面的瓦斯抽采效果评价达标提供了可靠的依据。     

石门揭煤流态造穴钻孔技术研究与应用

传统揭煤工艺施工穿层钻孔预抽揭煤区域煤层瓦斯,采瓦斯时间长,单孔瓦斯浓度不高,钻孔流量小导致工作面抽采效率低,致使石门掘进进度缓慢,制约煤矿高质量发展。为了改善当前问题,实现安全高效快速揭煤,提出一种石门揭煤流态造穴钻孔技术。现场实践表明：该技术能够有效降低煤层钻孔工程量,降幅为58.19%,缩短揭煤周期至6个月,并将回风流瓦斯维持在标准范围内。     

顶板多分支定向钻孔水力压裂瓦斯抽采技术研究

煤矿井下瓦斯抽采钻孔施工中,由于定向钻进技术能够有效控制钻孔轨迹,已在煤矿逐步推广使用,但在松软突出煤层中的应用存在一定的局限性。为了探索出适用于韩城矿区松软低渗煤层瓦斯高效抽采技术及工艺,通过在韩城矿区某矿3号煤层顶板进行定向长钻孔水力压裂瓦斯抽采试验,最终优选出一套适合松软突出煤层的顶板多分支定向钻孔水力压裂技术。     

水力割缝-水力压裂联合增透技术应用

为了提高西南矿区煤层松软、透气性差、瓦斯抽采率不高、钻孔过程中塌孔,堵孔现象严重的问题,研究出将水力割缝与水力压裂两种技术结合起来共同对煤层进行卸压增透。在某煤矿14102工作面进行了联合增透、单一水力扩孔割缝增透、普通钻孔抽采四种抽采方法的对比,现场验证结果表明,水力割缝-水力压裂联合增透技术比其他单一水力扩孔、普通钻孔抽采效果有显著提升,瓦斯抽采浓度和抽采纯量都有大幅度增长,联合抽采瓦斯浓度比水力压裂抽采提高了10%,比水力割缝提高了16%,比普通钻孔抽采提高了25%。并且记录联合增透技术抽采后一个月内瓦斯抽采量,分别是其他三种抽采方法抽采量的1.6、1.8、6.9倍,高效抽采时间持久,瓦斯浓度居高不下。     

长距离定向钻孔大区域瓦斯治理技术及应用标准

通过长距离定向钻孔大区域瓦斯治理技术,可有效解决突出煤层群瓦斯抽采难度大、煤层不便于维护以及大工作面空白带等问题,从而大区域和大工作面瓦斯得到了有效的治理。在某煤矿的实验性应用中得到了以下结果,可设置深度为 600 m 的长距离钻孔,每个钻孔抽采瓦斯量最低可达 0.8 m³/ m i n ,最高可达每分钟 2.53 m³。相较于常规钻孔,利用长距离定向钻孔可提高约 16 倍瓦斯抽采量和 50% 抽采体积分数,且在松软煤层的维护方面也具有良好效果。因此,为了将这项技术的作用充分发挥,本文简要阐述了长距离定向钻孔大区域瓦斯治理技术及应用。     

基于压降法的煤层顺层钻孔抽采半径测定

区域瓦斯抽采中,顺层瓦斯抽采方法是一种广泛运用的预防煤与瓦斯突出的措施之一,为了确定屯兰煤矿顺层钻孔有效抽采半径,以2#、4#、8#、9#煤为研究对象,通过对各煤层的瓦斯压力及煤的灰分、水分、孔隙率、容重的测定,采用直接测定法测定了顺层钻孔的有效抽采半径。结果表明,屯兰煤矿各煤层钻孔瓦斯抽采时间为30d～60d是合理的,2#煤层抽采半径设计为2m～4m,8#煤层抽采半径设计为2m～4m,4#、9#煤层抽采半径设计为3m～5m。     

金佳矿石门快速揭煤技术研究

为有效、精准抽采待揭煤层区域瓦斯,精准消突并缩短揭煤全过程的时间,提升揭煤效率,本文针对金佳矿揭煤区域实施的抽采钻孔抽采瓦斯过程中,揭煤区域以外的瓦斯涌入而造成瓦斯含量大、揭煤周期长问题,采用了注浆封闭揭煤区域后再施工抽采钻孔及注浆固化煤层顶板的方式,对石门快速揭煤技术做出了研究。通过对设计效果对比分析得出：与传统工艺揭煤的122运输石门揭过18#煤层相比,工作面达到消突目的,顶板得到有效控制,揭煤周期缩短了60.8%,减少钻孔施工3869m,经济节约772.0万元。该技术提高了抽采效率,缩短了石门揭煤周期,达到安全高效快速揭煤,是金佳矿面对高瓦斯强突煤层防突治理技术的重大突破。     

高位定向长钻孔在综采工作面裂隙瓦斯抽采中应用

针对综采工作面回采后采空区顶板裂隙中瓦斯集聚、容易导致回风隅角瓦斯超限问题，提出采用高位定向长钻孔对裂隙瓦斯进行抽采。依据30902综采工作面现场情况，通过理论计算以及瓦斯抽采经验，确定高位钻孔合理层位为9#煤层顶板20～26 m，水平方向上与回风巷间距为10～22 m；对高位定向长钻孔施工方案进行设计。现场应用后，高位定向长钻孔瓦斯抽采纯量、接抽时间较常规高位钻孔分别增加约3.72倍、4.15倍，通过裂隙瓦斯高效抽采可显著降低回风隅角瓦斯浓度，接抽期间回风隅角瓦斯浓度控制在0.56%以内，实现了裂隙瓦斯高效抽采，可为采面煤炭安全高效回采创造良好条件。     

煤矿井下瓦斯防治方案研究

煤层内含有大量的瓦斯气体,随着煤层的不断开采,瓦斯气体不断地释放出来,导致井下巷道空气内的瓦斯含量升高,由于瓦斯气体是一种易燃、易爆、有毒的危险气体,瓦斯浓度的上升将严重威胁井下综采作业人员的身体健康,甚至会导致瓦斯爆炸等事故,造成严重的人员伤亡和经济损失。针对煤矿井下的特殊地质条件,对综采作业过程中瓦斯突出的来源等进行了分析,针对性地提出了多种瓦斯抽采防治方案,根据实际验证表明,该方案能够将瓦斯抽采率提升到86.27%,综采作业过程中井下空气内的瓦斯浓度均保持在1%以下,极大地提升了煤矿井下综采作业的安全性。     

近距离煤层群回采工作面瓦斯超限防治技术研究

山西A矿开采煤层为近距离煤层群,在M7号煤层开采期间由于受到瓦斯超限影响,采面回采速度缓慢。为了确保采面生产安全,寻求采面瓦斯治理措施,该矿综合对比分析高位瓦斯抽放钻孔、采空区抽采钻孔以及高位瓦斯抽放巷三种瓦斯治理技术,并最终采用高位瓦斯抽采巷作为治理采面瓦斯超限技术手段。在采面布置高位瓦斯抽采巷,采面瓦斯超限问题得以有效治理,采面推进速度由原来的20m/月提升至52m/月,同时高位瓦斯抽采巷抽采瓦斯浓度较高(平均在30%以上),可以实现瓦斯资源的高效利用,提升矿井经济及社会效益。     

郑州矿区“三软”极低透气性煤层瓦斯抽采技术

介绍了郑州矿区所采二1煤层透气性极低、瓦斯含量较高的特点;系统分析和评价了采空区抽采、本煤层抽采、煤层底板穿层钻孔抽采以及增透卸压强化抽采技术方法及其适应性;指出了提高抽采效果的途径和研究方向。     

本煤层超高压水力扩孔技术与应用研究

为了提高高河矿本煤层瓦斯抽采效率与瓦斯抽采纯量,确保采掘工作面的顺利开展和安全生产,结合高河矿本煤层瓦斯赋存规律和矿山地质条件,研发了一种超高压水力扩孔技术,利用新型高压水泵和旋转喷头,完善了本煤层水力扩孔系统与技术,并在现场进行验证。验证结果表明,新型超高压水力扩孔设备提高了钻孔内瓦斯流量,相比之前普通抽采,瓦斯抽采纯量提高了2倍以上,扩大了煤层裂隙范围,增加了钻孔的抽采范围,钻孔有效抽采半径提高了1.8倍,瓦斯抽采效果明显,缩短了抽采工期,减少了施工成本,为企业带来良好的经济效益。     

低透气难抽煤层裂隙带钻孔抽采效果研究与实践

山西潞安集团司马煤业有限公司井下开采的3号煤层属于单一厚煤层,煤层透气性较差。结合裂隙带钻孔抽采实测数据,研究分析了裂隙带钻孔布孔方式、终孔层位等参数以及工作面推进情况对其抽采效果的影响,为同类型煤层回采工作面瓦斯抽采提供了借鉴价值。     

瓦斯抽采与利用技术的现状分析

对瓦斯抽采与利用技术的现状进行了归纳总结,分析了目前在瓦斯抽采和利用方面存在的问题,认为在瓦斯综合抽采中需要注意抽采方法的优化设计组合,以及钻孔参数和封孔技术的优化,加强低渗透煤层瓦斯抽采技术的研究与投入;在瓦斯利用中应该加快低浓度瓦斯气利用技术的示范与推广,引进和研究超低浓度瓦斯气利用新技术,拓展瓦斯的利用范围,才能达到煤矿灾害防治、伴生资源利用与生态环境保护的最终目标。     

煤矿综采工作面底板巷抽采瓦斯技术实践

为解决煤与瓦斯突出煤层回采期间瓦斯难抽采难题,以该矿18503工作面为研究背景,利用数值模拟软件对对不同底抽巷布置方案下巷道应力云图进行分析,确定了当垂距H为12 m时,底抽巷布置于粉砂岩中时的底抽巷布置方案,同时底抽巷钻孔抽采有效半径随抽采时间的呈现逐步增大,而与抽采负压关系不大,通过对某矿18503工作面进行底抽巷布置,对钻孔冲孔前后瓦斯抽采曲线进行分析发现,底抽巷钻孔经过水力冲孔后抽采效率极佳,有效保障了工作面安全高效回采。     

镇城底矿28620工作面大直径钻孔瓦斯抽采技术研究

为有效防治镇城底矿28620工作面回采期间采空区上隅角瓦斯积聚超限的问题,通过对工作面地质及瓦斯赋存规律进行分析研究,提出大直径钻孔“以孔代巷”上隅角瓦斯抽采技术,然后对钻孔抽采上隅角瓦斯进行数值模拟研究,并通过fluent数值模拟软件进行顺层钻孔瓦斯抽采模型的建立,对不同抽采负压下钻孔瓦斯流量进行分析。现场实践取得良好效果,有效防治上隅角瓦斯积聚浓度超标问题,保证工作面安全回采,缓解采掘接替紧张的局面,同时也为矿井地质条件相类似工作面瓦斯抽采治理提供参考与借鉴。