工作面采动煤体卸压增透效应研究与应用

为研究采煤工作面前方煤体卸压增透效应,提高煤体卸压瓦斯抽采量,分析了采煤工作面前方采动煤体变形破坏与渗透率变化过程的相关性,在工作面前方卸压区,煤体发生滑移破坏,有明显的扩容及卸压增透效应。现场实测了工作面前方煤体应力及钻孔瓦斯流量随工作面推进过程的变化规律,确定了支承压力区、卸压区分布范围。在卸压区内,因煤体渗透率增大,钻孔瓦斯平均流量提高2~3倍。基于工作面前方煤体卸压增透效应,根据不同钻孔失效距离及卸压区宽度,给出了不同偏角(钻孔与垂直煤壁方向夹角)下的预抽钻孔卸压瓦斯抽采量计算式。分析结果表明:钻孔偏角越大,卸压瓦斯抽采量越大。结合某矿N2105工作面现场条件进行计算,得出钻孔偏角最大可为21.4°,相比原垂直煤壁钻孔,单孔卸压瓦斯抽采量可增加978.5 m3,预期可有效提高本煤层瓦斯抽采率。     

工作面瓦斯抽采钻孔最优开孔角度的确定研究

通过对采煤工作面前方煤体的应力分布进行分析,结合赵庄矿3304采煤工作面的参数,得出了采煤工作面前方煤体卸压区宽度。结合现场钻孔抽采瓦斯结果,分析出钻孔瓦斯抽采量与抽采钻孔角度之间的关系,从而确定了赵庄矿3304采煤工作面的瓦斯抽采钻孔的合理开孔角度。     

高瓦斯回采工作面卸压带瓦斯治理技术研究

根据工作面煤体应力及瓦斯压力变化规律,卸压带内煤体瓦斯压力下降、透气性系数增大,是进行瓦斯抽放的最佳区域。根据卸压带瓦斯浓度的变化,结合残余瓦斯压力的变化趋势,确定卸压带的宽度。以余吾煤矿N1102工作面为例,采用主动测压法进行残余瓦斯压力测定,根据测定结果并结合钻孔瓦斯浓度,确定该工作面的卸压带宽度为22m,根据测量值进行了卸压带瓦斯排放钻孔的设计和施工,有效减小了回采工作面的瓦斯涌出量及回风流瓦斯浓度,降低了工作面瓦斯突出的危险性。     

卸压区浅孔抽放技术在平煤四矿的研究与应用

根据采煤工作面前方矿压分区原理,在工作面前方卸压区内,应力小于原始应力,煤体发生塑性变形、失去弹性、裂隙发育、透气性增加,部分吸附瓦斯变为游离瓦斯,应用浅孔抽放可有效地迫使应力集中区前移,人为增加卸压区宽度,使其足以抵抗集中应力,从而实现降低或消除突出危险的目的。该技术在四矿丁56—19200采面进行试验,取得了很好的效果。     

卸压区浅孔抽放在高突工作面的应用研究

裴沟矿32031工作面突出危险性大,严重影响了回采工作的顺利进行.根据采煤工作面前方矿压分区原理,在工作面前方卸压区内,应力小于原始应力,煤体发生塑性变形,失去弹性、裂隙发育、透气性增加,部分吸附瓦斯变为游离瓦斯,应用浅孔抽放可有效地迫使应力集中区前移,人为增加卸压区宽度,使其足以抵抗集中应力,从而实现降低或消除突出危险的目的.该技术在32031采面进行试验,效果良好.     

采煤工作面卸压带宽度确定及分析

为了合理确定巷道支护形式和瓦斯抽采钻孔布置,保证工作面的安全生产。介绍了工作面前方卸压带、集中应力区和原始应力区三个区域的应力状态,对比分析了工作面过机风联巷期间上路回风巷和二路回风巷的瓦斯浓度。结果表明,在煤壁距离机风联巷21 m时,二路回风巷瓦斯浓度逐步增大,并超过上路回风巷的瓦斯浓度,故初步确定3213工作面前方卸压带的宽度为22 m。卸压带宽度的确定,对合理确定巷道支护形式和瓦斯抽采钻孔布置、保证工作面的安全生产具有重要的意义。     

单一低透气性煤层卸压带瓦斯抽采的基础研究

对于不具备保护层开采条件的单一低透气性高瓦斯突出煤层,近年来随着开采强度的不断增大,仅仅依靠工作面采前预抽已不能满足安全生产需要。为此,在研究煤层采动影响条件下,采煤工作面前方煤体应力重新分布的基础上,以焦作煤业公司所属矿井为试验场地,通过考察采场矿山压力分布规律以及不同应力带钻孔瓦斯流量变化规律,对回采工作面卸压带位置和宽度进行了分析和研究,结果表明,其工作面超前卸压带宽度为15～20 m,可为合理布置抽采钻孔,提高瓦斯抽采效率提供依据。     

新集二矿1~#煤层开采采空区侧向卸压瓦斯排放宽度研究

为研究工作面回采后本煤层卸压范围和瓦斯自排放宽度,针对新集二矿1~#煤层瓦斯地质赋存条件,对210108工作面采空区侧向煤体的瓦斯含量、钻屑量及钻屑解析指标进行考察研究,并结合数值模拟结果,确定了工作面卸压带宽度。现场测试数据及数值模拟结果表明:1~#煤层210108工作面瓦斯卸压宽度范围为0~12 m;采空区侧向垂直应力在距离采空区0~10 m范围内为应力降低区;结合现场实际情况综合确定该面卸压宽度为10 m。     

卸压区抽放瓦斯在车集矿的实践

为了提高瓦斯抽放效果,对车集煤矿2707工作面瓦斯抽放情况进行了分析,利用工作面前方卸压区内煤层空隙和裂隙率增大、煤层透气性显著提高的机理,提出了卸压区抽放瓦斯的方法。经过抽放测定,结合应用效果,卸压区抽放可大幅度降低工作面前方煤体瓦斯含量,解放工作面生产能力。     

确定采煤工作面倾向瓦斯抽采钻孔孔深的研究

通过建立运、回风顺槽附近煤层的极限平衡方程准确地计算出卸压区的宽度,然后利用工作面切眼的长度减去卸压区的宽度的方法,进而准确地计算出倾向顺层瓦斯抽采钻孔的孔深,为倾向顺层瓦斯抽采钻孔的瓦斯抽采设计提供科学的依据。结果表明,根据卸压区宽度公式可以有效计算卸压区的宽度来确定钻孔的孔深。