大同矿区双系特厚煤层相互影响下安全高效开采技术

针对多煤层开采后当各煤层覆岩裂隙发育联通,采空区间积水、有害气体下泄等问题,以大同矿区双系煤层开采相互影响为工程背景,采用物理相似模拟、现场实测的研究手段确定了双系煤层开采覆岩裂隙联通,在分析确定了大同矿区双系煤层开采覆岩裂隙联通的基础上,针对双系联通带来的上覆采空区积水下泄、双系采空区漏风的技术难题,分别研究了多层采空区积水综合探测和立体排放水技术体系以及双系采空区流场动态平衡多点调控技术与装备,有效解决了上覆侏罗系煤层采空区积水威胁,避免了矿井自燃火灾与工作面有毒有害气体超限问题,保证了矿井的安全高效生产。     

房式采空区下中厚煤层开采防治水研究

针对房式采空区下中厚煤层开采的水害防治问题,以晋能集团同富新煤业矿井10号煤层开采为工程背景,采用数值模拟的研究方法对煤层开采的覆岩裂隙发育特征及连通性进行了分析。研究表明,煤层开采后裂隙发育至上覆房式采空区,易引发采空区积水下泄。据此,对积水灾害防治进行了设计,具体对采空区积水量、探放水钻孔设计、钻场设置、回采期间的水害防治进行了研究。工程实践表明,探放水系统的应用有效避免了上覆采空区的积水灾害,保证了10号煤层的安全高效开采。     

高瓦斯自燃煤层瓦斯抽采及采空区防火技术

为有效开展寺河矿二号井高瓦斯抽采、自燃煤层采空区防火工作,以151306工作面为试验对象,采用本煤层瓦斯预抽及顶板穿层走向钻孔预抽,有效降低本煤层及邻近层瓦斯含量;同时加强采空区CO束管监测系统进行预测预报,结合阻化剂压注措施,防止了工作面采空区上、下隅角和遗留煤柱发生自燃发火现象,实现了该工作面的安全高效回采。     

穿越采空区氮气钻井工艺应用研究

以寺河矿区穿越采空区氮气钻井试验为背景,通过分析煤层取心测试数据,指出钻井穿越3号煤层采空区抽采9+15号煤层瓦斯的必要性。利用"三带"理论明确了3号煤层采空区顶板以上74.4m及底板以下22.73m为钻井漏失带,采用氮气钻井穿越该层段有助于安全高效施工;优化了穿越采空区氮气钻井的三开井身结构;根据穿越采空区氮气钻井工艺需要,配套设计了地面钻井工艺流程。氮气钻井工艺在寺河矿区试验的成功,证明该工艺的可行性,对穿越采空区钻井技术的研究和推广应用具有重要的指导意义。     

木瓜煤矿综采面采空区防灭火技术应用

为防止木瓜煤矿10#煤层工作面采空区遗煤自然发火,对10#煤层进行煤样自燃特性实验分析,确定了采空区自然发火标志性气体;以10-100工作面为例,建立束管监测系统;分析表明,距工作面大于55.2 m的采空区存在自然发火的可能;采用进风侧埋管采空区注氮系统,注氮后采空区CO浓度明显降低;实现了工作面的安全高效生产。     

榆家梁煤矿43202沿空留巷工作面回采期间防灭火技术研究

针对榆家梁煤矿43202工作面开采的43煤层属Ⅱ类自燃煤层,最短自然发火期88 d;工作面回采过程中,运输巷侧采用沿空留巷技术,采空区过风区域进一步扩大;针对工作面上覆42煤层采空区距离近等问题,通过采用工作面和采空区气体监测等措施对43202工作面推采过程中相关参数进行测定、研究和分析,制定了注惰气防火、注浆防火、注胶(膏)体防火、采空区堵漏防灭火及其他防灭火措施,同时制定了当检测到CO浓度异常时的应急处置措施,保证了工作面安全高效回采。     

高位定向长钻孔技术在桃园矿采空区瓦斯治理中的应用

针对工作面回采后采空区瓦斯易超限问题,采用螺杆马达结合随钻测量技术的定向钻进工艺,在桃园矿1029工作面施工了3个长距离煤层顶板大直径定向钻孔,最大孔深531m,累计进尺1701m(含分支孔),通过精准控制钻孔轨迹,使钻孔沿煤层顶板裂隙带延伸,有效抽采煤层回采后采空区内瓦斯,总结了一套适用于采空区瓦斯治理的高位顶板长钻孔施工方法,保障了煤矿安全高效生产。     

晋城矿区综放面尾部抽采采空区瓦斯的实践与探索

矿区3#煤层属可抽采煤层,进行本煤层预抽时,采煤面采空区瓦斯涌出比例大和集中涌出。这就要求,加强采面预抽时,必须尽可能进行采空区抽采瓦斯。本文以成庄矿为例,对综放面尾部抽采采空区瓦斯进行了系统分析,为晋城矿区高产高效矿井进行采空区抽采提供了又一思路。     

近距离煤层采空区水害探测与防治

近距离煤层开采时采空区积水是下煤层开采的安全隐患。通过突水水源、采动裂隙发育特征及其与采空区的连通性分析,以地质条件综合分析为基础,采用物探与钻探相结合的探放水方法,查明了上煤层采空区积水范围,疏放了采空区静储量积水,排除了下煤层开采的安全隐患。     

高、突煤层消突及瓦斯综合治理工作的实践

根据鸡西矿区荣华立井7#煤层存在的突出和高瓦斯特征,采用了分阶段的瓦斯综合治理方法。通过采用保护层开采、本煤层瓦斯预抽、仰角钻孔、高位水平钻孔、低位钻孔、上部采空区贯通钻孔等综合瓦斯治理方法,成功地实现了突出煤层消突、高瓦斯工作面安全回采,实现了安全高效生产。     

近距离采空区下煤层开采矿压显现特征研究

以湘桥煤矿10~#煤层开采为工程背景,对上覆采空区的底板破坏情况以及下伏煤层开采的顶板变形进行了理论分析,采用UDEC数值模拟软件对比分析了单一煤层开采与近距离采空区下煤层开采的矿压显现规律。结果表明:相较于单一煤层开采,近距离采空区下煤层开采支承压力应力集中程度更高,其超前支承压力强度更大;同时,由于近距离采空区下煤层开采属于重复采动,下煤层顶板岩层破坏较单一煤层开采更为严重,采场支护强度设计必须考虑上部采空区的影响。因此,在进行近距离采空区下煤层开采时必须采取加强下伏煤层开采超前支护、提高采场液压支架支护强度等措施,以保证近距离采空区下煤层开采顶板的有效管理和安全回采。     

浅地表大范围漏风测试研究与应用

唐山沟煤矿主要开采8~#和12~#煤层,由于11~#煤层属于容易自燃煤层,在开采8~#和12~#煤层时,采空区漏风状态、强度、遗煤自燃区域与单一煤层采空区开采差别明显,11~#煤层老空区与本煤层工作面采空区相互连通,在负压通风的作用下,客观上加剧了漏风对采空区浮煤自燃的影响程度,改变了采空区自燃"三带"分布规律以及采空区内气体浓度场,同时增大了自燃隐患治理难度。因此,采用六氟化硫(SF_6)示踪气体探测地表、8~#煤层、11~#煤层、12~#煤层之间的漏风规律,从而有的放矢地封堵漏风通道,进而建立煤层自然发火综合防治技术体系。     

穿越采空区L型瓦斯抽采水平井钻进关键技术

为了深部煤层开采之前能够高效超前抽采瓦斯，保障深部煤层安全开采，L型水平井钻进技术成为地面瓦斯抽采的主要方法之一。针对穿越采空区L型瓦斯抽采水平井钻进施工存在的诸多困难，主要从井身结构设计、穿越采空区氮气钻进技术、水平段钻进轨迹控制技术3个方面，进行了穿越采空区L型瓦斯抽采水平井钻进关键技术研究。将关键技术研究成果成功应用于了M矿区1口穿越采空区L型地面瓦斯抽采井，高效顺利完钻了该井施工，使得目标深部煤层水平段钻进的钻遇率约为90%。     

综合物探技术在整合煤矿复杂采空区勘探中的应用

小煤窑在整合前对采空区的勘查是安全生产中的一项非常重要的工作,采用物探技术对煤层多、煤层采空区不规则等复杂采空区进行勘查具有成本低、见效快、精度高的优势。通过三维地震和瞬变电磁法技术对张村井田中多煤层采空区进行勘探,基本查明了该井田采空区范围和剩余煤层赋存情况,从而为张村井田进一步整合复工提供参考。     

单一高瓦斯低透气煤层采空区瓦斯抽放技术

分析了单一煤层高瓦斯低透气性煤层采空区瓦斯涌出量较其它煤层的特殊性,强调了此类煤层采空区瓦斯抽放的必要性。通过张集煤矿工作面现场实践,对采空区上向钻孔法的孔距、孔深、钻孔角度以及钻场留设等相关参数进行了详细研究,实践效果证明,此类煤层采空区采用上向钻孔法瓦斯抽放技术能从根本上解决采煤工作面上隅角瓦斯超限问题。     

胜利矿不明采空区积水危险性分析

为了避免采空区积水引起的矿井透水事故,保证煤矿安全生产,针对胜利矿10~#煤层上部存在2~#和6~#煤层不明采空区积水的问题,提出了上部采空区积水对下部煤层开采威胁程度的判定方法,把其危险性划分为原岩渗透型、近似原岩渗透型、涌入型和突水型4种类型,分别给出了定义和界定准则。根据此准则,分别采用理论计算和数值模拟等方法,分别对2~#和6~#煤层采空区积水对10~#煤层开采的危险性进行了分析。分析结果为:2~#煤层采空区积水对10~#煤层的危险性为近似原岩渗透型,6~#煤层采空区积水对10~#煤层的危险性为突水型。     

急倾斜煤层老采空区地基稳定性评价

为了保障采空区地表土地高效利用,掌握采空区地基稳定性现状对后期城市规划、确保人民生命财产安全意义重大。以唐山市某煤矿下伏急倾斜煤层老采空区为研究对象,在明确老采空区地质条件、煤层开采情况下,综合采用瞬变电磁法、三维高密度电法探测手段,并在重点区域布设钻探工程加以验证;结合本地实际经验及地质调查成果资料,运用概率积分法计算得出研究区地表残余变形,进而掌握研究区地基整体稳定性。结果表明：(1)研究区内存在多处残留采空空洞,其分布特征与煤层露头分布走向相关性较好;(2)研究区未来地表沉降变形将以残余变形为主,地表最大残余下沉量为300.68 mm,地基稳定性为欠稳定—基本稳定。鉴于采空区分布及地表残余变形计算结果,综合分析认定研究区地基稳定性较差,为保证土地后续安全利用,需采取高效治理措施。该研究方法可为急倾斜煤层老采空区探测及地基稳定性评价提供技术参考。     

采空区上覆煤层开采层间岩层移动变形实验研究

为了安全高效开采采空区上覆煤层,基于其层间岩层移动变形问题的重要性,采用相似模拟实验的方法研究了采空区上覆煤层开采层间岩层相同水平层位与竖直层位岩层的移动变形情况.结果表明,采空区上覆煤层开采使下部煤层开采的原"三带"均向上位扩展,并出现了层间岩层控制层;采空区上覆煤层开采层间岩层出现变形盆地,在控制层以下的岩层出现下沉盆地,而控制层以上的岩层出现分形盆地;同一层位岩层下沉随工作面推进呈现整体移动的偏态性,在移动变形过程中,控制层以上的岩层移动变形呈现连续性的特点,控制层以下的岩层移动变形呈现突变性的特点.     

马脊梁矿河床及采空区下煤层安全开采研究

以晋能控股煤业集团马脊梁矿为研究对象,针对河床及采空区共同影响下,石炭系煤层安全开采问题,采用现场踏勘方式查明了地表径流形态、周期性水量变化情况;采用物探手段初步圈定了上层侏罗系采空区积水区域,并采用钻探进行了验证;根据岩移角临界值及空间分布特征计算出了石炭系煤层开采断裂带高度数值;综合物探、断裂带分布、煤厚变化和顶板特征,划定了石炭系8117工作面分区开采高度。结果表明:侏罗系煤层采空区局部沟通地表径流,且在中部存在积水区;石炭系煤层开采断裂带未扩展至侏罗系煤层采空区。     

阳泉矿区胶体防灭火技术实践及发展

阳泉矿区煤层瓦斯含量高,井下煤层自燃频繁,严重影响了煤炭安全生产。通过采用多种胶体防灭火技术,有效地扑灭或控制了巷道、工作面、采空区等不同类型的火灾。实践证明,胶体防灭火技术是适应于高瓦斯矿井的高效、经济、安全的防灭火技术。