穿层高压水力冲孔造穴增透消突技术探讨

为了实现煤巷高效安全掘进,在玉溪煤矿中央辅助运输大巷进行了穿层高压水力冲孔造穴技术试验。试验结果表明,水力冲孔造穴对煤层瓦斯快速抽采和煤层卸压消突效果显著,钻孔抽采瓦斯量提高了7到15倍,冲出的软煤达到2~2.5 t。     

水力冲孔消突措施试验研究

针对淮南矿区埋深大、透气性低及高地应力的煤层赋存状态,为了解决石门揭煤过程中的煤与瓦斯突出问题,在谢桥等5个矿试验了水力冲孔技术,通过排出部分煤体和瓦斯,对煤体增透卸压,从而实现快速、安全的揭煤。研制了水力冲孔专用PZCK-C-*系列喷头,优化了水力冲孔工艺和技术参数,模拟对比了冲孔前后钻孔周围的应力变化。试验结果表明,在钻孔冲出煤量达到1.0～2.5 t/m时,其冲孔影响半径可以达到5.5～9.0 m,煤层透气性系数增大了70%～370%,实施水力冲孔后,冲孔控制区域的煤体得到卸压,透气性增大,突出潜能和瓦斯热力学能得到释放,快速消除了石门揭煤工作面的突出危险性。     

水力冲孔快速消突技术的研究与应用

为提高石门揭煤和煤巷快速掘进速度,基于高压水射流破煤原理,研究了水力冲孔卸压增透的防突机理,通过理论分析、实验室研发及工业试验相结合的方法,阐述了水力冲孔的工艺流程及主要设备研发情况,并结合淮南矿区的实际条件,确定了水力冲孔的最佳破煤水压为煤的普氏系数的12~20倍。研究结果表明,在强突出煤层实施水力冲孔技术措施后,煤的弹性潜能得到释放,瓦斯压力梯度降低,有效消除了激发突出的应力,煤层的透气性增强,石门揭煤速度提高4倍,对比不同的防突措施,水力冲孔后煤巷掘进速度提高为原来的3~5倍,是中高压注水的3.3倍、是排放钻孔的2倍。     

基于水力冲孔的回采工作面快速卸压消突技术研究

为了确保煤巷掘进安全、高效和工作面的顺利投产,采用水力冲孔技术,对掩护煤矿掘进和回采的区域预抽钻孔进行强化抽采,研究了水力冲孔影响半径以及冲孔后钻孔预抽效果。研究得出:采用水力冲孔技术后,2713底板抽放巷水力冲孔影响半径在7 d后可以达到4.9 m,在10 d后可以达到5.7 m,在17 d后可以达到8.9 m,随后趋于稳定,抽放时间缩短为原来的一半;在40 d内水力冲孔效果达到极限;煤层透气性增加了约11.4倍,研究为类似低透气性高瓦斯突出煤层的高效安全瓦斯治理和安全生产提供技术支持。     

底板巷水力冲孔快速消突技术在李沟矿的应用

为了考察板巷水力冲孔卸压增透强化抽放快速消突的效果,以义马煤业集团李沟矿21采区-105m集中巷为试验点,考察水力冲孔出煤量的大小、瓦斯抽放浓度变化与瓦斯抽放纯量的增加、冲孔前后瓦斯含量与瓦斯压力的的变化。结果表明:瓦斯压力由冲孔前的1.05MPa下降到冲孔后0.46MPa,瓦斯含量也由冲孔前的6.51m3/t下降到冲孔后3.82m3/t,使压力和含量值都降到了规定的临界值以下,消除了突出危险性。     

水力冲孔快速消突技术的研究

突出煤层施工措施孔消突过程中采取水力冲孔技术,在释放应力的同时引起煤层透气性大幅度增加,瓦斯得到释放,瓦斯压力梯度大幅度下降,消除了激发突出的应力和瓦斯条件,且增大了煤体抑制突出的阻力,起到了很好的综合防突作用。实践证明,水力冲孔比普通抽放不仅布置的钻孔少、抽放时间缩短,而且抽放效果显著。     

水力冲孔卸压增透区域消突技术应用

水力冲孔消突技术工艺简单,安全性高。详细阐述了水力冲孔的基本原理和工艺流程,对比分析了平煤股份八矿己₁₅-14140工作面运输巷底抽巷采取水力冲孔消突措施前后的效果。冲孔后,煤层钻孔瓦斯抽采浓度增大3倍以上,透气性系数增大近10倍,有效提高了巷道掘进速度,保证了矿井的安全生产。     

水力冲孔防突技术在潘一矿的应用

为了确定水力冲孔合理冲孔间距,以淮南矿业集团潘一矿-530--790 m东二采区6-1煤底板轨道上山揭煤工作面为试验点,通过考察冲出煤量的大小、瓦斯涌出量变化、瓦斯压力变化、钻孔瓦斯流量变化以及钻屑解吸指标△h2的变化,确定了水力冲孔的有效影响半径.试验结果表明:当水力冲孔将原来为94 mm的孔径扩至364 mm时,其影响半径已达到3.5 m.     

软分层水力冲孔掏煤防突技术试验研究

为了消除煤层突出危险,增加煤层的透气性,提高瓦斯抽采效率,对胡底煤矿1305底抽巷进行软分层水力冲孔掏煤试验,考察冲出煤量和区域消突效果,并进行了对比分析。试验结果表明,软分层水力冲孔掏煤技术可行,能有效消除煤层突出危险,增加煤层透气性,提高瓦斯抽采效率,实现工作面安全快速掘进和回采。     

水力冲孔快速消突效果分析

以淮南矿业集团潘二矿为研究背景,研究水力冲孔卸压增透的防突机理,阐述了水力冲孔的工艺流程,并结合水力冲孔有效影响半径,确定了巷帮钻场钻孔的合理布置方法,研究结果表明:采取水力冲孔后,可有效消除激发突出应力和煤体结构的不均匀性,提高煤体强度和煤层透气性,使巷帮钻孔瓦斯抽放量大幅度提高,煤层透气性提高了4.7倍。     

高突煤层水力挤出防突技术应用

在高瓦斯突出煤层采用水力挤出防突技术,取得了明显的防突效果,巷道掘进速度提高1.5倍以上,实现了安全快速掘进。     

煤巷水力防突技术在大众煤矿的应用

安阳矿务局大众煤矿为煤与瓦斯突出矿井,在煤巷掘进过程中采用"四位一体"防突措施,由于效检指标超标率高,导致煤巷掘进速度十分缓慢。论文通过对大众煤矿水力挤出现场实验找到了一套适合大众煤矿的注水参数,使得该矿煤巷掘进速度有了明显提高,实现了安全快速掘进。     

水力挤出消突技术的研究与应用

通过分析掘进工作面各种防突措施的优缺点,研究了水力挤出技术的防突机理,阐述了水力挤出的工艺流程。研究表明,在严重突出矿井采用水力挤出措施,可有效的消除激发突出的应力,大幅度的释放煤体中的瓦斯,增大了煤体抑制突出的阻力,很好的起到了综合防突的作用,且提高巷道掘进速度1.5倍,经济效益和社会效益十分显著。     

水力挤出技术在突出煤层中的应用

分析了掘进工作面各种防突措施的优缺点,论证了水力挤出措施是实现煤巷安全高效掘进的新兴防突措施。考察了水力挤出措施钻孔影响范围,分析了注水后煤体不同深度处位移和煤体应力变化情况,阐述了采取水力挤出措施前后瓦斯涌出规律。研究表明,在突出矿井采用水力挤出措施,可有效地消除激发突出的应力,大幅度地释放煤体中的瓦斯,同时注水后高压水具有封堵瓦斯的作用,降低了瓦斯涌出量和涌出速度,取得了明显的防突效果。     

水力冲煤卸压防突技术在临涣煤矿的应用

结合临涣煤矿开展的水力冲煤卸压消突试验,分析了水力冲煤技术的防突机理,利用FLAC^3D软件,模拟出了冲孔后钻孔径向应力、位移、膨胀变形率变化情况。现场采取水力冲煤措施后,单孔抽采标况瓦斯最大混合流量达142 L/min,抽采浓度最大可达88%,分别为采取水力钻采措施前的2.2和2.6倍;同时,在实施过程中减少了钻孔工程量,实现了突出危险区煤巷安全高效掘进。     

浅孔中压水力割缝与交叉钻孔抽放瓦斯综合防突技术

针对平行钻孔抽放瓦斯与浅孔松动爆破不能有效解决煤与瓦斯突出的问题,在己15-21270回采工作面开展了浅孔中压水力割缝与交叉钻孔抽放瓦斯综合防突技术的试验研究。结果表明,该项技术可增大煤层透气性,提高瓦斯抽出量,并使顶板集中应力区前移,有效地防止了煤与瓦斯突出的危险。该项技术在深孔水力割缝技术的基础上,结合现场实践作了必要的改良,其工艺简单、抽放效果显著,具有良好的经济和社会效益。     

水力冲孔技术在严重突出煤层中的应用

分析了掘进工作面各种防突措施的优缺点,研究了水力冲孔技术的防突机理,阐述了水力冲孔的工艺流程.研究表明,在严重突出矿井采用水力冲孔措施,可有效地消除激发突出的应力,大幅度地释放煤体中的瓦斯,增大了煤体抑制突出的阻力,很好地起到了综合防突的作用,且提高巷道掘进速度2～3倍.     

突出煤巷掘进水力掏槽工艺技术研究

水力掏槽措施是高压水射流连续破碎前方煤体,形成一个面积约1.0 m2左右、深约15 m左右的槽硐,使槽硐四周煤体得到充分卸压,释放出大量的瓦斯,使煤体的物理力学性质发生改变,应力集中向深部和两侧转移.掏槽后快速消除突出危险,增加掘进的有效时间,提高掘进速度,措施具有广泛的适应性、显著的有效性和可靠的安全性.     

朱庄煤矿高位钻孔瓦斯抽放技术的应用

为了减少煤矿瓦斯灾害、保证高位钻孔瓦斯抽放技术的有效实施,通过对朱庄煤矿4煤上覆岩层移动的"三带"分析和研究,确定了4煤顶板走向高位钻孔裂隙带高度,提出了合理的布置钻场钻孔设计参数,将基于这些参数的高位钻孔瓦斯抽放技术应用于朱庄煤矿Ⅲ4414综采工作面,Ⅲ4414工作面高位钻孔瓦斯抽放率与相邻工作面相比,提高了近2倍,由于提高了工作面上隅角的瓦斯抽放率,降低了工作面的瓦斯涌出量,工作面回采期间未出现瓦斯浓度超限现象,改善了工作面的安全生产状况.     

钻孔风力排渣新技术在祁南煤矿突出煤层中的应用

通过引入气固两相流理论，结合风力排渣的实际情况，得出了包含全部影响因素的排渣最小风速和供风压力的计算公式，并在祁南煤矿的应用中得到了验证。