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。     

“注浆—抽采—固化”式揭煤技术研究

基于某煤矿17^#、18^#两煤层具有瓦斯含量高、煤体结构破碎、围岩强度低、易突出等特点,分析现石门揭煤方案施工时存在的瓦斯预抽时间长、围岩变形破坏严重、仍存在突出风险等问题,研究出了适用于该条件下的“注浆—抽采—加固”式揭煤技术,在原单一预抽瓦斯作业中增加了抽前注浆隔离、抽后注浆固化揭煤区域两道工序,解决了某煤矿揭煤周期长、揭煤效率低、揭煤安全性差的问题,形成了一套完备的石门揭煤技术体系。     

碎软低透突出煤层瓦斯综合治理技术与应用

通过采用沿空留巷"Y"型通风技术成功取消了专业排瓦斯巷,解决了回采面上隅角瓦斯积聚问题;针对煤层低透气性,推广应用水力造穴、CO_2气相压裂、水力压裂综合增透技术,增强煤层透气性,提高了掘进巷道瓦斯抽采消突效果,缩短了区域瓦斯治理周期,促进了掘进效率;精细化落实本煤层瓦斯抽采系统标准化、钻孔施工全程在线监控、抽采量精准计量三项管理手段,保证了瓦斯抽采治理效果。     

水力增透技术在低透气性煤层中的试验研究

为提高高瓦斯压力、低透气性煤层瓦斯抽采效率,基于高压水射流破煤原理,试验研究了水力冲孔卸压增透的防突机理。通过理论分析和现场施工试验相结合的方法,阐述了水力冲孔的工艺流程、水力冲孔消突技术的施工设计、提出了水力冲孔的施工要领,研究表明,采用底板抽放巷施工的钻孔与水力冲孔的综合区域消突措施,可有效的消除突出应力,大幅度的增加煤层的透气性,提高了瓦斯抽采效率。     

掘进面短臂钻孔注汽消突技术研究

为防止煤与瓦斯突出事故发生,通过对81号煤防突措施合理改进,掘进面采取短臂钻孔注气技术,提高了瓦斯抽采速度,有效缩短本煤层瓦斯预抽时间。采用注气快速消突方案后,每个防突措施循环周期所用时间为2.5 d,比原措施减少1 d,每月可掘进96 m,月掘进效率提高了40%。在确保安全前提下,提高了掘进速度。     

突出煤层深孔预裂爆破技术在正行煤业的应用

低透气性瓦斯突出煤层预抽消突一直是制约巷道快速掘进的一个问题。针对这一问题,正行煤业采用深孔预裂爆破技术,增大煤层的透气性,提高煤体瓦斯抽采率,在煤体中形成一定范围的泄压抽采瓦斯区域,有效防止了煤与瓦斯突出的发生,较好地解决了低透气性突出煤层煤巷掘进过程中煤层防突和快速掘进的矛盾。     

单一煤层以孔代巷区域瓦斯治理技术研究及应用

通过对我矿井进行地质抽样并进行精确分析的基础上,将千米定向钻机运用在煤层顶板中进行超长钻孔的施工工作。此外,还可以通过应用气驱增产技术来达到高效抽采瓦斯的目的,同时,将可靠有效的区域抽采达标评价技术应用到高效抽采瓦斯的工作当中,最终实现底板岩石抽采巷被长钻孔抽采技术所代替的目的,从而使煤巷条带瓦斯治理的区域防突措施能够得到很好的执行。这一替代方法降低了瓦斯的治理成本,使工作面的掘进进度得以加快,并且有效解决了能源接替紧张的问题。     

突出危险掘进工作面区域防突措施实施与效果检验

为解决屯兰矿18407回风措施巷掘进过程中突出危险,在遵循《防治煤与瓦斯突出细则》等法律法规前提下,改变以往做底抽巷施工穿层钻孔预抽煤层瓦斯的区域防突方式,利用大功率定向钻机优势,在已施工煤巷钻场内向未掘进区域施工顺层定向长钻孔的方式预抽煤巷条带煤层瓦斯,达到了区域防突的效果。     

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。     

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。     

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。     

CO2预裂增透技术在瓦斯抽采中的应用

CO2预裂煤层增透技术是提高低渗煤层瓦斯抽采率的新工艺和新技术。低渗煤层预裂后,使煤层地应力重新分布,可以消除局部高应力状态．起到消突效果;煤层产生大量裂隙,提高渗透率,大幅度提高瓦斯抽采效率,对保障高瓦斯低渗透工作面安全快速掘进和回采具有重要的应用和推广价值。     

煤矿井下瓦斯高效抽采技术的应用研究

为了解决煤矿井下高瓦斯煤层瓦斯涌出量大、瓦斯浓度高的不足,提出了一种本煤层顺层钻孔预抽+穿层钻孔对临近煤层和覆岩裂隙带进行抽采+采空区的组合式抽采方案。文章对不同区域的瓦斯抽采技术要点和方案进行了分析,确定了瓦斯抽采的可靠性。根据实际应用表明,新的组合式瓦斯抽采技术,能够实现对不同区域瓦斯的综合治理,井下瓦斯的平均抽采率达到了64.7%,使井下作业面的瓦斯浓度始终保持在了0.55%以下,有效保证了井下作业安全性。     

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。     

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。     

瓦斯抽采钻孔封孔技术改进研究与应用

针对宏远煤矿系高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井属于低透气性煤层,瓦斯抽采困难、抽采效率低、达不到燃料级浓度等问题,提高封孔质量方面采用新装备、新工艺、新方法,并改进封孔技术,提高了抽采钻孔封孔质量、单孔抽采量和整体瓦斯抽采浓度,为保障矿井安全高效生产奠定了良好基础。     

煤矿瓦斯抽采钻孔施工技术研究

瓦斯治理是煤矿安全高效开采的基础。通过对山西北部某高瓦斯矿井地质条件的研究,分析设计了9号煤层瓦斯抽采钻孔的钻孔角度、钻孔长度、开终孔直径等抽采钻孔基本参数,施工后达到了预期的抽采效果。     

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。     

二氧化碳爆破增透技术在低透气性煤层中的应用研究

阳煤集团兴峪矿主采15#煤层,扩五区煤层瓦斯含量高,煤质较硬,且煤层透气性系数较低,本煤层瓦斯抽采难度较大。为解决瓦斯抽采难题,通过向煤层施工顺层钻孔,采用二氧化碳爆破增透技术提高煤层透气性,增加煤层裂隙,加大释放本煤层的瓦斯,从而降低瓦斯含量,减少采掘过程中的瓦斯涌出量。试验证明了该技术在煤层卸压增透中具有快速高效安全的优点。     

成庄矿采空区高位钻孔瓦斯抽采应用分析

通过对成庄矿采空区上覆岩层瓦斯富集区域的形成机理的研究,确定采空区顶板高位钻孔的布置参数,利用定向和普通钻机向采空区上覆岩层瓦斯富集区域施工高位钻孔,抽采采空区瓦斯,并为类似条件下的抽采提供借鉴依据。