钻孔施工过程中的煤和瓦斯突出及其防治对策

本文在总结现场一些较典型的钻孔突出资料的基础上,将钻孔突出划分为纯钻孔突出和非纯钻孔突出两大类。对钻孔突出的特点及其影响因素进行归纳和分析,文中指出,需根据打钻地点的煤层地质特征及其突出危险性采取针对性的措施。     

钻孔瓦斯涌出初速度指标的影响因素分析

为了完善工作面突出预测的钻孔瓦斯涌出初速度指标,减少误报、漏报现象,进一步提高工作面突出预测的准确性。通过瓦斯压力与钻孔瓦斯初速度的关系以及钻孔瓦斯涌出速度与时间的关系,研究瓦斯对钻孔瓦斯涌出初速度指标的影响;通过煤层透气性系数、地应力、煤体强度与钻孔瓦斯涌出初速度之间的数学关系分析,研究物理力学性质对钻孔瓦斯涌出初速度指标的影响。结果表明,钻孔瓦斯涌出初速度在透气性较好时会发生超限不突出、透气性差时的低指标突出现象;钻孔瓦斯涌出初速度指标不能区分卸压区或透气性好的非危险区。     

不同突出情况下钻孔瓦斯涌出规律研究

为探究运用钻孔连续流量法测定不同突出危险情况时的敏感性,建立了钻孔瓦斯流动模型,通过COMSOL Multiphysics模拟软件建立数值模型,探究钻孔瓦斯涌出量和瓦斯压力关系;利用连续流量法建立煤层巷道突出预测装置,以山西汇丰与贵州威舍煤样为试验对象,根据钻进过程中的动力现象判断不同突出危险情况,从而进行不同突出危险情况下钻孔瓦斯涌出规律研究.结果表明:钻孔瓦斯流涌出量与瓦斯压力呈线性关系;初始钻孔瓦斯流量可以作为预测突出危险性的敏感性指标.发生喷孔时表现钻口小、空腔大、钻孔内残留煤粉、钻孔壁掉落的煤块易碎等特点,与井下发生突出时情况相吻合.打钻初始流量曲线波动较大,说明在打钻初始较容易发生突出,这与现场实践相吻合;瓦斯压力越小流量曲线波动幅度越小,且随着钻进的深入,流量曲线逐渐变大后将趋于平缓.初始钻孔瓦斯流量不仅可以反应突出危险情况,而且可以表明突出可能发生的地点,相较于其他突出预测指标具有明显优势.     

底板梳状定向钻孔技术理论与实践

针对突出薄煤层采用底板穿层钻孔进行瓦斯抽采存在钻孔穿煤长度短、钻孔轨迹无法控制、钻孔有效利用率低等问题,利用底板梳状定向钻孔技术在煤层底板岩层施工长距离钻孔,同时开分支进入煤层,实现对突出薄煤层的瓦斯治理。根据底板梳状定向钻孔施工特点,分析了底板梳状定向钻孔分支孔分支点位置的选择、分支孔间距确定、分支孔开孔施工工艺、钻孔轨迹控制等关键技术并给出了建议。实践证明,通过该套底板梳状定向钻孔技术的应用,能使底板梳状定向钻孔实现对大于500 m范围突出薄煤层的有效覆盖,大大提高钻孔利用率。     

超前密集钻孔防治煤与瓦斯突出

对超前密集钻孔防突机理进行了分析，介绍了超前密集钻孔防治突出措施的钻孔参数，布孔方法、防治突出的效果检验及其注意事项。     

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。     

工作面打钻诱导突出机理分析及其预防措施

为分析煤矿井下工作面打抽放钻孔和防突钻孔过程产生的煤与瓦斯突出机理,分析了打钻时的突出过程,并从工作面煤岩体强度硬度、工作面三区分布规律、煤体的应力应变全过程、钻孔能释放地应力、钻孔周围煤岩塑性区半径、煤岩体流变机理等方面对该类突出进行了理论分析。研究结果和工程实践表明：工作面钻孔能有效排放工作面煤体中的瓦斯和降低瓦斯压力、增大工作面卸压区长度、增大工作面防突屏障厚度,起到防突效果;但在工作面打密集钻孔会破坏煤岩体原有结构、降低煤岩体原有的硬度和强度、降低工作面防突屏障的强度,同时在打钻孔过程会产生扰动,以致增大突出的危险性。所以工作面打钻孔具有防突和诱导突出双重作用。     

突出煤层卸压前后钻孔瓦斯涌出初速度的变化规律

突出煤层卸压后用钻孔瓦斯涌出初速度进行工作面预测和效果检验时经常超过突出临界值,造成开采保护层后煤层突出危险性更大的现象.通过建立钻孔瓦斯涌出初速度的数学模型,利用数值计算得出突出煤层卸压前后钻孔瓦斯涌出初速度的变化规律,研究钻孔瓦斯涌出初速度的主要影响因素,从理论上解释突出煤层卸压后用钻孔瓦斯涌出初速度预测和效果检验超标的原因.结合淮南潘一矿突出煤层卸压前后煤巷掘进测定钻孔瓦斯涌出初速度,研究其变化规律.研究结果表明,在突出煤层卸压后用钻孔瓦斯涌出初速度预测和效果检验超标是由于煤层透气性增大,卸压瓦斯未得到充分抽采而产生的现象,此时工作面已无突出危险性.     

松软突出煤层复合排渣钻孔技术及应用

<正>煤矿井下如果施工条件允许,钻孔抽采瓦斯一直是预抽放瓦斯首选的施工方法。但对于松软突出煤层和地应力高的区域,钻孔过程中很容易发生孔壁局部坍塌,导致喷孔、垮孔、卡钻等事故,钻孔成孔率低、成孔深度浅。如何提高松软突出煤层的钻孔深度和成孔率,提高瓦斯的抽采效率、降低煤与瓦斯突出危险,是松软突出煤层瓦斯治理的重要问题。     

超前钻孔有效排放半径测定方法探讨

施工瓦斯排放钻孔是突出煤层消除突出危险的有效途径,而钻孔有效半径是指导瓦斯排放钻孔设计的依据.运用瓦斯压力法测定钻孔排放有效半径,为石门揭煤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.