厚煤层采动覆岩裂隙分布特征及卸压瓦斯抽采技术

针对崔家沟煤矿2303综放工作面瓦斯涌出量高易造成瓦斯超限的安全难题,应用采动裂隙椭抛带理论,在分析特厚煤层综放开采覆岩破坏特征的基础上,采用物理相似模拟和UDEC数值模拟试验研究了采空区覆岩"三带"演化规律,建立了采动裂隙椭抛带数学模型,确定出了覆岩裂隙瓦斯抽采有利区,提出了低-中-高位钻孔相组合的瓦斯抽采方案,并进行了工程应用。结果表明:2303综放工作面垮落带高度为33 m,断裂带高度为110 m,距离煤层底板35 m以上55 m以下与外椭抛面交集的范围为瓦斯抽采的有利区域;通过低-中-高位钻孔抽采方案的实施,上隅角瓦斯浓度小于0.6%,回风巷瓦斯浓度小于0.5%,有力保障了工作面的安全高效回采。     

厚煤层覆岩裂隙分布模拟分析及采空区瓦斯抽采技术

厚煤层开采时受到开采强度大、采空区遗煤量多等因素影响,回采空间内瓦斯浓度较高。30503综放工作面回采采空区瓦斯涌出量较大,仅依靠采空区埋管、风排瓦斯等方式难以降低采面瓦斯浓度,为此采用理论分析、数值模拟等方法对采动覆岩裂隙分布特征进行分析并提出采用低-中-高位钻孔对采空区覆岩瓦斯进行抽采。依据采面情况对抽采钻孔布置进行设计,现场应用后,抽采瓦斯抽采浓度保持在25%左右、抽采纯量稳定在9.5 m~3/min,同时回风巷以及回风上隅角瓦斯浓度分别控制在0.5%、0.6%以内,可满足采面安全生产需要。     

卸压抽放瓦斯技术在瓦斯治理中的应用

文章首先对卸压瓦斯抽放进行了分析,依据卸压抽放技术的原理,以张集矿1111(1)综采工作面为例,对不同卸压瓦斯抽放方式进行了应用研究,结果表明,在低透气性煤层中采用卸压瓦斯抽放技术是可行的,具有抽放浓度高、稳定性好的优越性,为综采工作面的瓦斯治理提供了经验。     

利用采场覆岩裂隙研究优化采空区瓦斯抽放参数

为了在采空区顶板实施瓦斯抽放技术获得较高的瓦斯抽放效果,对采空区瓦斯治理方法进行了探讨.针对高位走向倾斜钻孔瓦斯抽放效果不稳定、钻孔有效利用率低、过钻场时瓦斯超限时有发生,提出利用高位近水平钻孔代替高位走向倾斜钻孔进行采空区瓦斯抽放.采用相似模拟试验、关键层理论分析和RFPA2D软件模拟研究采场上覆岩层中裂隙特征,分析采空区顶板产生裂隙、断裂、冒落和离层情况及其变化规律;寻找采场上覆岩层中裂隙位置和项板瓦斯富集区;从而确定高位近水平钻孔的钻场高度、钻场间距、钻孔最佳布孔层位及与回风巷之间的平距、压茬距离等抽放工艺参数,为采空区高位瓦斯抽放钻孔的设计提供了理论依据.     

利用采场覆岩裂隙研究优化采空区瓦斯抽放参数

为了在采空区顶板实施瓦斯抽放技术获得较高的瓦斯抽放效果，对采空区瓦斯治理方法进行了探讨．针对高位走向倾斜钻孔瓦斯抽放效果不稳定、钻孔有效利用率低、过钻场时瓦斯超限时有发生，提出利用高位近水平钻孔代替高位走向倾斜钻孔进行采空区瓦斯抽放．采用相似模拟试验、关键层理论分析和RFPA^2D软件模拟研究采场上覆岩层中裂隙特征，分析采空区顶板产生裂隙、断裂、冒落和离层情况及其变化规律；寻找采场上覆岩层中裂隙位置和顶板瓦斯富集区；从而确定高位近水平钻孔的钻场高度、钻场间距、钻孔最佳布孔层位及与回风巷之间的平距、压茬距离等抽放工艺参数，为采空区高位瓦斯抽放钻孔的设计提供了理论依据．     

厚煤层强采动覆岩卸压瓦斯富集特征精准探测技术

为了更加直观和科学性研究分析厚煤层强采动覆岩裂隙发育规律和高浓卸压瓦斯在采动覆岩裂隙场富集特征,以玉华煤矿2407工作面为试验对象,依据经典的采动覆岩裂隙场理论及卸压瓦斯运移机理,采用多功能的智能钻孔探测的方法,在现场对玉华煤矿厚煤层强采动覆岩卸压瓦斯富集区进行精准探测。结果表明:采动裂隙区裂隙演化形态以岩层横向离层裂隙演化为主;随推进,岩层之间发生竖向破断贯通横向离层裂隙,形成纵横交错的裂隙网。该技术优化拓展了厚煤层强采动裂隙场中卸压瓦斯富集规律分析方法,可以指导高位走向大直径钻孔抽采卸压瓦斯富集区瓦斯工程实践。     

低瓦斯煤层高强开采覆岩卸压瓦斯抽采合理布置研究

针对低瓦斯厚煤层高强综放开采卸压瓦斯治理问题,采用物理模拟、数值分析和现场监测方法,研究工作面开采初期和稳定时期覆岩结构演化及裂隙场分布特征,揭示了考虑采动裂隙场的卸压瓦斯场分布特征;依据研究获得采动瓦斯聚集区分布,提出采用高位定向长钻孔治理采空区卸压瓦斯,并进行了效果检验。结果表明:工作面推进至135 m后,覆岩结构和裂隙演化基本稳定,垮落带发育高度为25～27 m,裂隙带发育高度为75～95 m,弯曲下沉带发育高度达到110 m左右;采动裂隙带瓦斯聚集区位于距回风巷25～55 m、高度距煤层顶板25～50 m范围内;高位定向长钻孔瓦斯抽采技术实施后,抽采平均浓度为5.8%,平均流量为0.71m~3/min,工作面上隅角和回风流瓦斯浓度均小于0.8%,瓦斯治理取得较好效果,为类似条件下的卸压瓦斯治理提供参考。     

利用采场覆岩裂隙研究优化采空区瓦斯抽放参数

为了在采空区顶板实施瓦斯抽放技术获得较高的瓦斯抽放效果,对采空区瓦斯治理方法进行了探讨．针对高位走向倾斜钻孔瓦斯抽放效果不稳定、钻孔有效利用率低、过钻场时瓦斯超限时有发生,提出利用高位近水平钻孔代替高位走向倾斜钻孔进行采空区瓦斯抽放．采用相似模拟试验、关键层理论分析和RFPA^2D软件模拟研究采场上覆岩层中裂隙特征,分析采空区项板产生裂隙、断裂、冒落和离层情况及其变化规律;寻找采场上覆岩层中裂隙位置和顶板瓦斯富集区;从而确定高位近水平钻孔的钻场高度、钻场间距、钻孔最佳布孔层位及与回风巷之间的平距、压茬距离等抽放工艺参数,为采空区高位瓦斯抽放钻孔的设计提供了理论依据．     

软岩保护层开采覆岩采动裂隙带演化及卸压瓦斯抽采研究

针对软岩保护层开采后上覆被保护煤层卸压瓦斯治理问题,以淮北芦岭煤矿首例软岩保护层开采试验为工程背景,采用综合研究方法研究软岩保护层开采覆岩采动裂隙带演化特征。结果表明:Ⅲ11软岩保护层开采后覆岩冒落带和裂隙带最大发育高度分别为10.1～12.4,52.7～59.95 m,采空区侧及上覆被保护层煤层下部存在竖向裂隙发育区和远程离层裂隙发育区;设计地面采动井和拦截钻孔抽采覆岩8、9煤层卸压瓦斯,优化地面采动井终孔位置垂直方向距顶板法距20 m,倾斜方向距风巷或机巷平距35 m,拦截钻孔终孔位置距9煤底板5 m。考察期卸压瓦斯抽采实践表明,软岩保护层开采后覆岩"两带"发育高度的判断和卸压瓦斯富集区域的辨识是合理正确的。     

基于FLAC~(3D)的急倾斜厚煤层卸压瓦斯抽采数值模拟

运用FLAC~(3D)模拟软件,对大黄山煤矿的急倾斜厚煤层开采过程进行卸压瓦斯抽采的数值模拟,得出两层煤的应力分布规律及顶底板的位移变化规律。对中大槽煤层工作面底板煤岩层的受力特性进行分析,认为有必要对卸压区域煤体进行瓦斯预抽和卸压瓦斯抽采。根据现场实测数据得出,接替工作面残余瓦斯压力为0.21 MPa,残余瓦斯含量为2.873 m~3/t,可解析瓦斯量为0.563 m~3/t,可判定该区域内瓦斯抽采效果达标。     

采动裂隙带卸压瓦斯合理抽放效果分析

分析采动裂隙带中卸压瓦斯的运移特征与提出合理有效地抽采裂隙带卸压瓦斯措施对确保回采工作面高安全高效生产意义重大.建立采动裂隙带卸压瓦斯运移FLUENT数值模拟模型,模拟分析确定U(U型通风模式)+L(内错尾巷)+走向高抽巷型通风模式下高抽巷和联络巷最佳布置参数以实现最理想的瓦斯抽放效果,在此基础上提出U+L(内错尾巷)+走向高抽巷型立体化采动裂隙带卸压瓦斯治理方案.     

多种技术并用 加强瓦斯抽采

总结了郑州煤炭工业（集团）有限公司在治理矿区瓦斯的经验和做法，阐述了本煤层钻孔预抽、卸压抽放、采空区瓦斯抽放的技术与方法。     

综放工作面瓦斯来源分析和抽采技术探讨

根据矿井瓦斯涌出量预测方法对下霍矿2307综放面瓦斯来源进行了分析,采用数值模拟研究的方法对煤层瓦斯抽采半径进行了考察,确定瓦斯抽采方案,并进行后期效果考察。研究结果表明,2307工作面瓦斯来源于本煤层和邻近层,抽采钻孔间距3 m比较合适,采取顺层钻孔预抽本煤层瓦斯、高位钻孔抽采采空区瓦斯的综合措施后,工作面回风隅角、回风巷瓦斯浓度均低于1%,取得较好安全经济效益。     

卸压开采下瓦斯抽采方法和钻孔布置研究

为了研究卸压开采下瓦斯抽采方法和钻孔布置,理论分析了下被保护层瓦斯汇集和流动特征及裂隙发育规律,采用FLAC^3D数值模拟软件,研究了工作面底板煤岩体应力状态分析、瓦斯抽采钻孔布置情况以及工作面推进关系与瓦斯抽采量、底板巷瓦斯抽采纯量的关系。研究得出,卸压瓦斯抽采量得到了大幅度的提升,底板巷瓦斯抽采也得到了大幅度的增长。     

高瓦斯厚煤层采动裂隙发育区瓦斯抽采技术

针对高瓦斯厚煤层开采过程中采动裂隙发育区瓦斯涌出量大的问题,通过现场观测得知采空区瓦斯和邻近层瓦斯占工作面全部涌出瓦斯的50％以上,并确定了工作面裂隙带高为15.68～28.68m.基于此,提出了在传统本煤层瓦斯抽采和邻近层瓦斯抽采的基础上,在采动裂隙发育区采用高位钻孔抽采瓦斯的方法进行瓦斯抽采,并确定了瓦斯抽采的相关参数.实践表明:裂隙带邻近层高位钻孔瓦斯抽采效率大于本煤层瓦斯抽采和单纯邻近层瓦斯抽采效率,工作面瓦斯抽采率达53％.     

大倾角特厚煤层综放开采覆岩运动特征研究

本文以庞庞塔煤矿9-301综放工作面作为研究对象,通过相似模拟研究手段,对大倾角特厚煤层综放工作面回采过程当中覆岩运动特征进行分析研究,研究成果对大倾角特厚煤层综放开采具有理论参考意义。     

基于采动覆岩裂隙特征的高位钻孔优化与分析

为了深入了解覆岩采动裂隙带内瓦斯富集运移区的变化规律,提高矿井采空区瓦斯抽采能力.以覆岩裂隙演化理论为基础,针对山西王家岭矿主采工作面,运用物理相似模拟的方法,研究了工作面采动影响下覆岩裂隙带及瓦斯富集运移区的变化规律,并以此研究结果,进行现场高位定向长钻孔优化设计.研究结果表明:上覆岩层裂隙及瓦斯富集运移区受采动影响...     

经坊煤业综放工作面精细化瓦斯抽采技术应用

为实现煤矿瓦斯灾害的精细化防治,以经坊煤业为工程背景,通过分析矿井瓦斯抽采现状,提出顺层钻孔全程预抽瓦斯技术、高位走向钻孔瓦斯抽采技术、采空区密闭埋管抽采技术以及瓦斯抽采钻孔封孔工艺为一体的综放面精细化瓦斯抽采综合治理技术,瓦斯抽采效果大幅度提高,有效实现了经坊煤业综采面瓦斯灾害的防治。     

经坊煤业3-806综放工作面瓦斯综合抽采技术应用

为实现对煤矿瓦斯灾害的有效防治,以经坊煤业3-806综放工作面为工程背景,研究提出本煤层钻孔采前预抽、高位钻孔采空区瓦斯抽采的综放工作面瓦斯综合抽采技术。该技术在经坊煤业3-806综放工作面应用后,工作面回风流及上隅角瓦斯浓度均控制在0.76%以下,满足相关规程要求。