五阳煤矿煤层瓦斯抽采实践与效果评判探讨

以五阳煤矿7521工作面瓦斯抽采为工程实践,对工作面瓦斯的抽采设计进行描述,基于瓦斯抽采达标相关规定,通过现场实测和理论计算等方法,对瓦斯抽采的预抽钻孔有效控制范围界定、钻孔均匀程度、评判单元划分、可解吸瓦斯含量、残余相对瓦斯压力、煤层残余瓦斯含量等进行数据统计和分析,并对工作面瓦斯抽采效果进行评判。     

本煤层瓦斯预抽采工艺改进研究

某煤矿K1煤层本煤层瓦斯预抽采钻孔在施工后垮孔严重,预抽采效果不理想。在2111-2工作面本煤层瓦斯预抽采钻孔内进行下套管及使用新型硬塑料管封孔改进试验。实验结果表明：使用下套管的方法可有效避免钻孔堵塞,使钻孔内保持畅通,延长了钻孔的有效抽采时间,解决了本煤层瓦斯预抽采浓度低、抽采量小的难题,改进后的抽采工艺具有良好的实用性和推广前景。     

五阳煤矿瓦斯抽采参数优化研究

针对五阳煤矿煤层松软、透气性低、瓦斯抽采困难等问题,以瓦斯抽采技术为主要研究内容,结合该矿生产现状,应用RFPA软件建立模型,通过数值模拟对瓦斯抽采效果的影响因素进行了系统的分析。研究了边掘边抽的抽采工艺,优化了瓦斯抽采系统的抽采钻孔的合理夹角,对瓦斯抽采效果进行了分析。在此基础上,针对目前瓦斯抽采系统存在的主要问题,提出解决方案,以提高瓦斯抽采率,确保煤矿安全高效生产。     

隆兴矿低透气性煤层深孔预裂爆破增透方法研究

为解决高瓦斯、低透煤层回采过程中瓦斯超限影响安全生产有序推进的难题,提出了运用深孔定点预裂爆破技术提高煤层的透气性,提升回采煤层的抽采率和单孔极限瓦斯抽采量,降低煤层瓦斯的方法。运用数值模拟软件COMSOL模拟爆破前后钻孔有效抽采半径,采用最小二乘拟合的方法对模拟数据进行分析,确定最佳抽采半径为3. 5 m。通过在隆兴煤矿试验并监测表明:实施预裂爆破后的抽采率达到50. 8%,是爆破前的1. 6倍;对监测得到的钻孔瓦斯涌出量qt利用多元统计法回归分析,得出任意时间上的钻孔瓦斯涌出量的关系函数,经运算得到实施预裂爆破后的钻孔极限抽采瓦斯总量是爆破前的5. 3倍。     

低透气性煤层瓦斯涌出规律研究及预抽效果分析

为了研究霍尔辛赫矿区煤层瓦斯涌出规律,采用自主研发的瓦斯流量监测设备对3308工作面后通风眼抽采钻孔的瓦斯涌出量进行监测,并运用COMSOL仿真软件模拟钻孔抽采条件下煤层瓦斯压力和瓦斯流速分布规律,对钻孔预抽方案进行了详细分析。结果表明,50 mm、110 mm钻孔瓦斯涌出规律具有一致性,均以指数函数形式衰减;随着与钻孔距离的增加,煤体瓦斯抽采率呈指数函数关系不断衰减,最终趋于零,在距离钻孔2.5 m处,瓦斯抽采率达到20%以上,印证了现场钻孔布置合理,抽采效果良好;如果将钻孔间距设置为4 m,煤层瓦斯预抽率将达到30%以上,可以很大程度提高低透气性煤层瓦斯抽采效果。     

低透松软煤层钻孔布置与稳定控制技术研究

为解决李村煤矿1303高瓦斯低透松软工作面在生产过程中容易发生瓦斯超限、瓦斯预抽钻孔因煤层松软布置困难等问题，针对矿井地质条件，以低透松软煤层瓦斯预抽钻孔布置与稳定性控制技术为研究基础，通过FLUENT软件建立数值模型，从钻孔尺寸、钻孔间距及抽采负压三个方面研究确定李村煤矿瓦斯抽采钻孔的最佳布置参数，并提出松软煤层钻孔稳定控制技术。通过现场监测，瓦斯抽采效率始终达标，钻孔稳定性得到保证，提高了李村煤矿的经济效益，也为同类地质条件矿井开展相关技术研究提供了借鉴。     

定向长钻孔瓦斯抽采技术在煤巷条带预抽中的应用

为了解决以往条带瓦斯预抽钻孔工程量大、抽采浓度低、抽采时间长的问题,采用定向长钻孔瓦斯抽采技术预抽榆树田煤矿的条带瓦斯,施工了4个定向长钻孔,分析了其在煤巷条带瓦斯预抽中的抽采效果。研究表明：定向长钻孔在榆树田煤矿煤层中单孔长度可达723m,煤层孔段比例高达96%以上|日瓦斯抽采浓度最大为738%,日最大抽采纯量达23017m/d|定向长钻孔瓦斯抽采技术煤层孔段比例高、抽采速度快,能够实现定向条带的区域消突。     

煤层预抽瓦斯钻孔有效抽采半径及合理抽采时间研究

对常村煤矿煤层预抽有效抽采半径进行了试验研究,应用压降法确定了有效抽采半径及抽采影响半径,为煤层预抽钻孔布置提供了依据。通过在常村煤矿2101工作面现场测试,对合理抽采时间进行了现场考察,分别计算了瓦斯抽采量、风排瓦斯量、瓦斯储量,得到不同钻孔间距下的合理抽采时间,并通过残存瓦斯含量测试验证了其正确性。     

顺煤层钻孔抽采半径与预抽期动态耦合规律

针对煤层瓦斯预抽钻孔盲目布置引起矿井采掘安全隐患凸显及瓦斯治理成本激增的问题,基于瓦斯流量法,对不同钻孔间距下青岗坪煤矿4~(-2)顺煤层瓦斯流量、瓦斯抽采总量与抽采时间对应关系进行考察。结果表明:不同间距(2m、3m、4m、5m)下瓦斯流量均随抽采时间成负指数衰减,抽采总量均随抽采时间成负指数增加,间距越小则初始流量越小而衰减系数越大,间距越大则抽采总量极限值越大;不同间距下瓦斯抽采率均存在极限值,间距越小则极限抽采率增幅越大,间距2m时抽采率达到最大值79%;瓦斯抽采半径与预抽期存在动态耦合关系,综合考虑合理预抽期和瓦斯治理成本,科学确定了现行采掘和抽采条件的有效影响半径,为青岗坪煤矿4-2煤层采掘工作面瓦斯抽采设计提供理论依据。     

煤层瓦斯合理预抽期研究

根据钻孔抽采效果影响因素分析,以及山西某矿工作面合理抽采半径的测定结果,建立了合理的煤层瓦斯预抽期评价模型。根据该工作面实际条件,得出不同钻孔间距对应的预抽率及预抽时间。考虑采掘交替、抽采成本等因素,确定该工作面合理钻孔间距为2.5~3.0 m,合理预抽期为210 d,为该煤矿同煤层开采钻孔间距及预抽期的确定提供一定的借鉴。     

低瓦斯含量特厚煤层瓦斯抽采技术研究

为了解决同忻矿特厚煤层"低瓦斯赋存,高瓦斯涌出"造成的综放工作面初采期间上隅角瓦斯超限的问题,在原有的加强通风系统管理和顶抽巷抽放的瓦斯治理手段基础上,提出采用煤体瓦斯预抽的方法,通过巧妙利用进风巷的调车硐室施工瓦斯抽采扇形钻孔进行瓦斯超前预抽,有效降低了掘进以及回采期间的瓦斯涌出浓度,有力保证了矿井的安全生产.     

龙滩煤矿预抽钻孔抽采半径与抽采时间关系考察研究

对有突出危险的煤层而言,有效抽采半径是指钻孔抽采一定时间后能消除突出危险的范围,这个范围以钻孔为中心的半径来表示,在一定抽采条件下,有效抽采半径由预抽瓦斯有效性指标和预抽时间决定。龙滩煤矿采用瓦斯含量测定法分别测定出了顺层预抽钻孔和穿层预抽钻孔的瓦斯有效抽采半径,为工作面瓦斯治灾提供了基础。     

注气配合顺层钻孔强化预抽煤巷条带瓦斯技术

为了解决寺家庄矿顺层钻孔预抽煤巷条带瓦斯措施预抽末期抽采量下降幅度大,消突周期过长的问题,分析了造成该现象的原因,采用压风注气配合顺层钻孔预抽煤巷条带瓦斯技术,在寺家庄矿15108进风顺槽进行试验,结果表明,预抽末期压风注入0.5 MPa的气体可以使平均预抽纯量维持在1.07 m3/min,单孔的抽采纯量提高2～38.6倍;平行层理方向比垂直层理方向注气见效快,渗透率不同是导致该差异性的原因。     

桑树坪煤矿3号煤层煤与瓦斯动力灾害治理实践

桑树坪煤矿面临2号煤层局部薄化不可采、11号煤层含硫高且底板奥灰水害威胁情况,严重突出厚煤层3号煤层无保护层开采。针对矿井煤层赋存及瓦斯灾害特点,在进行矿井概况分析和煤层开采程序论证后,提出采用底板岩巷穿层钻孔水力扩孔强化卸压预抽煤巷条带煤层瓦斯,结合密集顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯进行区域防突;针对应力主导型动力灾害,在工作面回采前采用顶板预裂爆破卸压降冲等技术防治。实践表明,结合上述措施,同时采用顶板控制预裂爆破弱化降冲工艺技术,是治理桑树坪煤矿3号煤层地应力主导灾害的可行方法。通过矿井南一采区、北一采区和北二采区采掘部署调整和优化,为矿井区域防突措施执行及瓦斯抽采提供了时间和空间。     

提高低透气性煤层抽排瓦斯量的试验研究

阳泉矿区首采3#煤层为严重突出煤层,共发生煤与瓦斯突出1600次,其中回采面突出占90%,给生产带来了极大的威胁。为了解决这一问题,提高本煤层预抽瓦斯的效果,在阳泉矿区试验采用了长钻孔控制预裂爆破和在工作面前方卸压带采用交叉钻孔抽放瓦斯的方法,结果表明该方法可以大幅度提高煤层的透气性,降低工作面瓦斯突出对生产和安全的威胁。     

突出煤层回采工作面综合消突技术实践

为了快速消除回采工作面区域煤体的突出危险性,同时降低巷道掘进期间回风流中的瓦斯浓度,提出了交叉钻孔与网格钻孔相结合的综合抽采技术措施。在九里山矿16021回采工作面的试验结果表明：在采取综合技术措施后,16021回采工作面突出危险性预测超标率为零,16021运输巷回风流瓦斯体积分数由未实施综合技术措施前的0．8％降至0．4％,与本煤层顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯相比,抽采消突时间能够降低1／3以上,可见交叉钻孔与网格钻孔相结合的综合抽采技术措施是可行的。     

淮北煤田煤与瓦斯突出地质因素分析与防治

分析了影响淮北煤田煤与瓦斯突出的地质因素主要为区域构造、深度、围岩性质、断层、煤层厚度变化、煤层结构变化;提出了适合淮北地质条件的防突措施为地面钻孔预抽突出煤层瓦斯、开采保护层、钻孔超前卸压排放、石门多循环解突揭煤、突出煤层近距离岩巷掘进、立井揭煤等.     

低阶厚煤层立体分层抽采瓦斯技术及应用

低煤阶煤层气资源受到了越来越多的关注,有望成为新的研究热点和煤层气勘探开发新领域。基于神东煤炭集团保德煤矿主采的8号煤层属典型的结构复杂低阶厚煤层的特点,开展了低阶厚煤层立体分层抽采瓦斯技术的研究。通过对矿井原有封孔工艺的改进,应用煤矿井下钻孔抽采瓦斯效果预测平台,优化8号煤层回采工作面瓦斯预抽钻孔的布孔工艺,进一步应用井下双向立体交错钻孔联合抽采瓦斯工艺实施回采前的工作面瓦斯治理,使之形成立体分层抽采瓦斯的格局。工程应用结果表明,应用低阶厚煤层立体抽采瓦斯技术可有效降低煤层瓦斯含量,使工作面实现回采前的瓦斯抽采达标。试验期间,累计抽采瓦斯量1 651.93万m³,瓦斯的预抽率达58.96%。     

综采面顺层钻孔瓦斯抽放消突技术研究

成庄矿为了消除煤层的突出危险性,安全有效地开采井下3号煤层4311综采面,采用顺层钻孔预抽该综采面回采区域煤层瓦斯。成庄矿4311综放面作为试验区进行了消突措施、消突效果技术研究,在该综采面预抽煤层瓦斯过程中以及抽放结束后,进行煤层残余瓦斯含量测定,并对该综采面煤层区域进行预抽煤层瓦斯抽采效果达标和消突效果达标评判。上述措施确保了该矿综采面4311的高产高效安全生产,取得了良好的经济效益。     

突出矿井水力压裂增透技术应用研究

针对煤与瓦斯突出矿井煤层透气性差、瓦斯较难抽采的现状,为提高突出矿井的抽采效果,改善矿井抽掘采衔接紧张的局面,提出采用水力压裂增透技术,结合保安矿现场实际考察应用情况,详细介绍了适用于矿井的水力压裂工艺流程及参数。现场实践表明,水力压裂后,掘进条带区域的煤层瓦斯抽采纯量相比原始未压裂煤体的瓦斯抽采纯量提高1倍以上,煤层透气性系数相比原始煤层透气性系数提高8倍以上。水力压裂技术可精准提高矿井煤层的透气性,增大瓦斯抽采浓度和抽采量,大大缩短了瓦斯预抽时间,可进一步提升瓦斯抽采钻孔的抽采能力,有效缩短抽采达标时间,为采煤工作面本煤层预抽提供了瓦斯抽采空间,解决了矿井抽掘采衔接紧张问题,可为相似地质条件矿井提供参考。