长距离煤巷掘进工作面瓦斯超限的原因分析与对策

对长距离煤巷掘进工作面瓦斯超限进行了综合分析,提出了治理煤壁瓦斯大量涌出的思路。在无法用通风的方法解决瓦斯涌出量增大的情况下,采取施工本煤层瓦斯抽放钻孔及提高工作面抽放能力来治理煤巷瓦斯超限的综合措施,解决长距离煤巷掘进过程中瓦斯超限问题。     

胡底煤矿强化瓦斯综合治理技术研究

为解决胡底煤矿瓦斯含量大,瓦斯涌出量高,防止煤与瓦斯突出的发生,采取底抽巷穿层钻孔预抽掘进工作面,采用定向千米长钻孔及顺层钻孔强化抽采补充预抽回采工作面,并提出地面网络预抽、区域模块降量、底抽穿层保掘、高位顺层保采的综合理念,形成胡底煤矿特有的瓦斯治理模式。     

高瓦斯煤矿掘进工作面瓦斯防治方案优化

针对常信煤矿掘进期间瓦斯涌出量大的特征,制定出在掘进工作面邻近巷道内施工顺层钻孔预抽掘进工作面前方条带瓦斯、迈步钻场布置钻孔预抽煤巷条带瓦斯与顶板高位钻孔组合的瓦斯防治技术方案。2种瓦斯治理方案均为提前预抽煤层瓦斯以保障掘进速度,可解决该矿掘进工作面瓦斯治理难题。     

王坡煤矿千米定向钻孔施工工艺研究

针对目前井下常规钻机能力偏小,瓦斯预抽期较短,矿井掘抽采比例严重失调的现象,王坡煤矿配备了ZYWL-6000D型和ZDY6000LD型井下千米定向钻机,用于掘进煤巷超前抽放钻孔和区域递进式模块抽放钻孔的施工。文章详细介绍了王坡煤矿在千米定向钻孔施工过程存在的问题,提出了解决的方法和思路。经过对千米定向钻孔施工试验就优化改进,定向钻孔的单孔成孔深度、钻进效率、瓦斯抽采效果都有很大的提高,解决千米定向钻孔成孔问题,为王坡煤矿瓦斯治理提供了基础保障。     

水力射流配合穿层钻孔抽采瓦斯技术实践

平煤股份八矿工作面掘进过程中突出危险性严重,瓦斯涌出量大,测试指标超标严重。为解决上述问题,对水力射流配合底板穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯技术进行了研究,并在八矿掘进工作面进行现场试验。试验结果表明:实施水力射流配合底板穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯后,钻孔瓦斯抽采浓度提高了1.6~4.3倍,效检指标q值和S值为临界值的18.4%、50.5%,掘进过程中回风流瓦斯浓度降低幅度约50%。     

突出煤层穿层抽放钻孔增透技术实践

为了提高突出煤巷掘进工作面的掘进速度,文章提出利用煤层底板岩石巷道施工穿层瓦斯抽放钻孔大面积预抽,掩护煤巷掘进,采用水力冲孔、高压注水、压风增透技术,可提高穿层钻孔瓦斯抽放效率,实现突出煤巷掘进工作面快速安全掘进。     

浅析采掘工作面瓦斯抽放系统设计

瓦斯抽放是杜绝瓦斯事故,保证煤矿安全生产,减少矿井和采区瓦斯涌出量的重要手段。为此,根据附近矿井经验和本矿井掘进时实测数据,设计确定了本煤层瓦斯抽放浓度;在明确回采工作面布置预抽瓦斯钻孔数量的基础上,通过计算得出每吨煤炭的钻孔量,分析了钻孔工艺的细节,介绍了钻机及附属设备和封孔方式、材料等设备,对比分析了双巷交替掘进抽采、顺层水平长钻孔抽采和巷道外掘钻场抽采3种回采及掘进工作面预抽瓦斯方式的优缺点。分析证明,设计决定的煤巷掘进工作面瓦斯抽放钻孔布置及抽放工艺,是矿井建井期间施工单位使用的瓦斯预抽工艺,施工过程中采用这项工艺后,可在一定程度上保障施工生产安全。     

顺层定向长钻孔抽采工艺及应用

霍尔辛赫井田内构造发育,地质条件较为复杂,普通钻孔施工精准度不足,随着井田开拓区域往深部延伸,采掘工作面瓦斯含量日益增大,同时掘进工作面采取沿顶掘进,煤层厚度大,单排钻孔抽采半径有限,采用传统的“掘进面+耳状钻场”普通钻孔对巷道煤层抽采效果不佳,造成掘进期间工作面瓦斯浓度高。采用定向钻孔抽采工艺,通过实施顺层定向长钻孔预抽煤层瓦斯治理技术,实现了对煤巷掘进范围煤体的均匀控制,消除了瓦斯不均衡涌出隐患。实践表明,顺层长钻孔抽采技术可以有效解决复杂地质条件下厚煤层掘进工作面的瓦斯治理问题,为煤巷安全掘进提供了保障。     

超高压水力割缝卸压抽采区域防突技术应用研究

为了有效解决丁集矿高地应力、低透气性突出煤层煤巷条带瓦斯区域预抽效率低、预抽达标后区域验证指标仍超标的问题,在该矿1351(1)运输巷煤巷条带穿层预抽钻孔进行了超高压水力割缝卸压增透技术应用研究,利用水力割缝卸压增透原理确定了超高压水力割缝设备组成,选型配套了超高压清水泵、超高压软管、超高压旋转水尾、水力割缝钻杆、高低压转换割缝器、钻头和超高压远程操作台等超高压水力割缝设备,考察了相同孔径未割缝钻孔、割缝钻孔瓦斯涌出量及割缝钻孔瓦斯抽采量,理论研究了百米煤孔初始瓦斯涌出量、瓦斯涌出衰减系数及不同预抽时间、预抽率条件下的有效抽采半径,现场检验了顺层钻孔预抽措施单元、穿层钻孔水力冲孔措施单元、穿层钻孔水力割缝措施单元的预抽瓦斯区域防突措施效果,统计了不同措施预抽单元局部补充措施执行情况、局部措施效果,分析评价了超高压水力割缝卸压增透效果。结果表明:针对丁集矿11-2煤层工程条件选型配套的超高压水力割缝设备参数是合理的,在1351(1)运输巷煤巷对11-2煤层条带进行穿层钻孔超高压水力割缝措施卸压增透效果显著,与未增透措施相比,煤层透气性系数提高了25.9倍、113 mm孔径的穿层钻孔百米煤孔初始瓦斯涌出量提高了5.5倍、瓦斯涌出衰减系数降低了73.4%、预抽15 d和30 d达35%预抽率的钻孔间距提高了84.3%和53.0%,与穿层钻孔水力冲孔相比,煤巷条带防突局部补充措施工程量降低了50.0%、煤巷平均掘进速度增加了1倍。     

煤巷条带定向长钻孔在盘城岭煤矿的应用

瓦斯及地质构造是制约高瓦斯矿井煤巷掘进工作的主要因素。传统煤巷条带瓦斯治理受钻孔深度浅、轨迹无法控制的条件限制,导致瓦斯治理流程复杂,瓦斯预抽时间长,影响了工作面采掘接替。项目采用定向钻孔工艺在盘城岭煤矿150103回风顺槽成功施工了6个煤巷条带瓦斯治理定向长钻孔,一个钻孔循环即覆盖整个工作面,单孔最大孔深达603 m,累计进尺达4 542 m。通过煤巷掘进条带定向长钻孔施工,节省了150103回风顺槽条带区域瓦斯预抽时间及成本,同时掌握了条带煤层走向及地质构造情况,为后续掘进工作提供了指导。     

余吾煤业高瓦斯掘进巷道快速预抽技术的应用实践

余吾煤业为高瓦斯矿井,在巷道掘进过程中,瓦斯涌出量大、涌出均匀性差,制约了巷道快速掘进。为此,采用大孔径快速预抽及浅孔释放技术对煤巷掘进工作面迎头释放孔施工进行优化设计,变"自然释放"为"主动抽放",对深部煤体进行泄压,快速降低煤体瓦斯含量,提高瓦斯涌出均匀性,降低回风流瓦斯浓度,从而提高巷道掘进效率。研究表明:3个超前探钻孔、4个预抽孔带抽后,累计抽采量为782.4 m~3/min,且钻孔抽采的瓦斯均为巷道掘进期间煤体释放的瓦斯,风流、回风流瓦斯平均最大浓度分别由0.6%、0.68%降至0.39%、0.52%,有效降低了巷道掘进过程中的瓦斯涌出量。     

多支路定向钻孔预抽快掘双巷区域瓦斯技术研究

针对高瓦斯矿井双巷掘进前预抽瓦斯效果差、抽掘衔接难、劳动组织强度繁杂的问题,对双巷掘进瓦斯抽采工艺进行了研究,提出了多支路定向钻孔预抽快掘双巷区域瓦斯的技术工艺。利用COMSOL Multiphysics软件对双巷快掘中常规抽采和超前预抽进行数值模拟,对比分析2种抽采方式的抽采效果,结合矿井实际情况制定了双巷掘进煤巷区域中多支路定向钻孔预抽瓦斯技术方案,并在保德煤矿81310胶带运输巷及81311回风巷进行试验,实施了多支路定向钻孔预抽快速双巷煤层瓦斯抽采技术,数值模拟和现场试验均表明：多支路定向钻孔预抽瓦斯的方法能够有效地抽采瓦斯,且抽采效果比常规抽采好,提高了双巷掘进工作面瓦斯抽采效率,同时解决了双巷掘进工作面瓦斯超限的问题,确保了掘进工作面瓦斯高效抽采及安全、快速、高效掘进。     

底抽巷下覆煤层瓦斯治理技术研究及应用

寺河煤矿在东五盘区布置底抽巷,在巷道掘进过程中受动压影响,下覆5号煤的赋存瓦斯持续向巷道涌出,严重影响底抽巷的施工效率。为解决这一问题,分别采用普通钻机和千米定向钻机施工下行钻孔对5号煤层进行覆盖,并从钻孔施工综合成本、瓦斯抽采量、巷道掘进期间风排瓦斯量及掘进效率等方面将两者进行对比分析。结果表明,相同的覆盖范围内,千米定向钻孔与普通钻孔相比:施工综合成本降低了42.75%,瓦斯抽采总量提高了31.34%,平均风排瓦斯量降低了36.67%,掘进效率提高了33.3%,证实了千米定向钻孔的优越性。     

高瓦斯综掘煤巷浅孔截流瓦斯抽采技术

为了解决高瓦斯综掘煤巷瓦斯超限问题,提出了高瓦斯综掘煤巷浅孔截流瓦斯抽采技术;分析了综掘煤巷瓦斯涌出规律,提出了通过掘进工作面超前浅孔抽采瓦斯降低落煤瓦斯涌出量和巷帮浅孔抽采瓦斯构筑瓦斯截流"钻墙"降低巷帮瓦斯涌出量的综合技术,并分析了其机理;采用现场实验与理论计算结合的方法,确定了红岭煤矿15181综掘运输巷掘进工作面超前浅孔与巷帮浅孔抽采技术参数;研究结果表明,该技术能够很好的解决高瓦斯综掘煤巷瓦斯超限问题,同时克服了原有长钻孔抽放措施施工困难的缺点,显著提高了高瓦斯综掘运输巷掘进速度。     

本煤层预抽区域长钻孔布孔方式的确定

依据成庄矿本煤层预抽以普通钻机和千米定向钻机为主要抽采方式的实际,对该矿的普通长钻孔和定向长钻孔的不同钻孔间距残余瓦斯含量随时间变化的关系进行了研究,分析不同钻孔布置方式下和不同预抽时间的瓦斯含量的降低值,确定了成庄矿回采工作面瓦斯含量降到8 m~3/t以下时预抽区域长钻孔的最佳布孔方式。研究了定向长钻孔不同钻孔布置方式下残余瓦斯含量随时间的变化关系,对4种不同的布孔方式下瓦斯含量的降低幅度进行考察,确定了在吨煤进尺密度和抽采时间相同基础上,定向钻孔间距大的钻孔抽采效果均明显增加,在2 a预抽时间下,瓦斯含量降低幅度在4.11～9.6 m~3/t。并提出了在预抽期超过1 a时,采用定向钻孔预抽措施相比普通钻孔预抽措施不仅能降低矿井抽采成本,而且能有效提高抽采效果。     

突出煤层煤巷掘进工作面的瓦斯综合治理技术

为了降低煤巷掘进工作面突出危险性,杜绝突出灾害事故发生,通过在-520 m煤巷掘进工作面采取边掘边抽、深孔预抽及超前瓦斯排放钻孔相结合的瓦斯综合治理措施,降低了该掘进工作面的瓦斯涌出量,回风流瓦斯浓度基本稳定在0.55%以内,防突预测及效检参数均未出现超标现象.     

底抽巷穿层钻孔预抽技术在长平矿的应用

为治理掘进工作面瓦斯,消除突出危险性,确保巷道安全掘进,在高瓦斯、松软、低透掘进工作面中采用底抽巷穿层钻孔煤巷条带瓦斯预抽技术,提高瓦斯抽采效果,降低煤体瓦斯含量,通过穿层钻孔卸压释放地应力煤体瓦斯压力,增加煤体塑性,使得防突指标和瓦斯涌出量大幅度降低,最终实现巷道安全高效掘进.     

顶板定向分支钻孔预抽煤巷条带瓦斯工程实践

针对下峪口煤矿23202切眼掘进工作面无保护层开采条件、普通顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯不符合《防治煤与瓦斯突出细则》要求,提出了顶板定向分支钻孔预抽煤巷条带瓦斯区域防突措施,通过对钻孔施工情况及瓦斯抽采效果分析,顶板定向分支钻孔实现了对预抽区域煤层的全覆盖,抽采63 d后区域防突措施效果检验,煤层残余瓦斯含量降到8 m3/t以下,实现了巷道的安全掘进。     

寺家庄煤矿突出煤层掘进工作面瓦斯治理实践

为了有效增加寺家庄煤矿掘进巷道瓦斯抽采量,降低回风流瓦斯浓度,根据矿井瓦斯赋存概况,分析了掘进工作面瓦斯涌出来源,采用交叉钻孔预抽煤巷条带瓦斯,掘进过程中采用钻墙边掘边抽技术抽采巷帮煤壁以里的瓦斯。15108进风巷实践表明:交叉钻孔瓦斯抽采量平均为1.12 m3/min,是平行钻孔的1.14倍,预抽后瓦斯含量7.08 m3/t,较之平行钻孔下降9.8%,有效消除煤层突出危险性,同时有效截流掘进期间煤壁两侧的瓦斯,回风流最大瓦斯浓度0.59%,比采用顺层钻孔方案平均低0.08%。     

单一煤层上下递进掩护及底抽巷综合防突技术

针对平煤股份六矿丁5-6-21110工作面,将顺层预抽钻孔预抽回采区域煤层瓦斯理论引入煤巷掘进工作面,通过在风巷施工顺层钻孔,掩护中间巷的掘进。在该工作面按照递进掩护的思路,形成一套完备的区域及局部瓦斯治理技术,分析中间巷掘进期间瓦斯涌出量以及效果检验值的变化情况,验证了顺层递进掩护钻孔的保护效果。