井下水力压裂技术在低阶煤层中的工程实践

针对珲春矿区赋存的煤层具有低煤阶、透气性好和高瓦斯的特点,开展了水力压裂技术工业试验,对比分析了压裂区域内外高位钻孔瓦斯抽采浓度及本煤层预抽钻孔压裂前、后抽采参数、工作面瓦斯涌出量和降尘效果。试验结果表明:压裂区域内高位钻孔抽采瓦斯浓度较压裂区外平均提高2.65倍;压裂后本煤层预抽钻孔瓦斯抽采浓度较压裂前平均提高1.83倍,流量平均提高39倍;回采工作面的瓦斯涌出量由压裂区域外的23 m~3/t降低到第1阶段压裂区域的9.82m~3/t和第2阶段压裂区域的7.51 m~3/t;压裂影响半径达20~34 m,本煤层预抽钻孔间距也大大增加。     

孤岛工作面瓦斯释放影响因素分析及预抽必要性论证

针对高瓦斯矿井综放工作面煤层瓦斯含量较低,开采条件影响下回采期间瓦斯涌出量大的情况下,选取合理的瓦斯治理措施,避免瓦斯治理的盲目性。通过类似工作面瓦斯治理措施及效果分析,工作面预抽效果差,甚至没有预抽的必要性。为了进一步论证I011502工作面预抽的必要性,主要从以下几方面进行研究:孤岛工作面瓦斯释放影响因素分析、I011502工作面煤层残余瓦斯含量论证、相似I011501工作面瓦斯治理效果论证以及I011502工作面回采期间瓦斯治理措施保障分析。论证结果表明:工作面回采期间最大绝对瓦斯涌出量为12.78 m~3/min,回采期间高位钻孔瓦斯抽采量为10 m~3/min,可得工作面除去高位钻孔抽采瓦斯量剩余2.78 m~3/min远远小于工作面风排瓦斯量4.96 m~3/min,保证工作面回采期间回风流瓦斯浓度不超0.5%。     

突出煤层群开采层序论证及三区联动瓦斯抽采技术

针对福泉煤矿山区低透气性突出煤层群开采瓦斯治理难度大,通过煤与瓦斯赋存情况、保护层保护范围及保护层开采技术条件综合论证煤层群开采层序,基于开采保护层为出发点,研究了"开拓区、准备区、回采区"三区联动瓦斯抽采技术体系:底抽巷超前抽采和保护层开采卸压联动瓦斯抽采、本煤层和邻近层卸压联动定向长距离钻孔抽采、一巷三用三维立体瓦斯抽采等技术,实现矿区瓦斯三区联动抽采,促进矿井年抽采量逐年提升,从时间和空间上提前解决了福泉煤矿突出防治及瓦斯涌出治理问题,促成了该矿抽、掘、采合理部署的良性循环。     

东峰煤矿3号煤层瓦斯抽采达标评判分析

为解决东峰煤矿3号煤层二、三采区瓦斯含量较高等问题,采用现场实测和理论计算手段对工作面瓦斯抽采效果进行评判。测定了工作面煤层的瓦斯含量并绘制了工作面瓦斯分布图,通过对工作面瓦斯进行抽放,最终可得3号煤层二、三采区回采前煤的可解吸瓦斯量分别为3.45m~3/t和4.06m~3/t,小于标准判定值6m~3/t,瓦斯抽采效果达标。     

基于瓦斯地质单元划分的矿井瓦斯精准抽采技术

为了实现瓦斯精准抽采,提高矿井瓦斯的抽采效率,对甘肃靖远矿区魏家地煤矿井田瓦斯地质单元进行划分,根据不同瓦斯地质单元建立了回采工作面梯级抽采的三个梯级,不同梯级含量的区域对应实施顺层钻孔瓦斯抽采、上隅角埋管抽采、上出口中位钻孔瓦斯抽采、顶板岩石走向高位钻孔和地面钻井瓦斯抽采等不同的瓦斯抽采技术措施,构建了矿井瓦斯精准抽采模式,并在东102综放工作面进行了试验实践。结果表明,采煤工作面通过实施工作面瓦斯梯级治理、精准抽采模式,煤体残余瓦斯含量降至6m~3/t以下;回采期间,工作面回风流瓦斯浓度控制在0.2%～0.3%,同时也避免了现场瓦斯抽采措施实施的随意性和盲目性。     

煤矿瓦斯三区联动立体抽采技术的研究和实践

文章围绕煤矿瓦斯三区联动立体抽采技术展开论述。根据工作实际,解决矿区进行瓦斯抽采、煤矿开采中面对的单一煤层进行抽采瓦斯工作中常见的难题,提出了采用适合高瓦斯区域的三区联动的立体抽采模式。该模式对于提高煤矿高瓦斯矿区瓦斯抽采水平以及提高矿井安全和经济效益具有积极的参考价值。     

高瓦斯突出矿井综采工作面瓦斯综合防治技术

为了控制高瓦斯突出矿井屯兰矿18205综采工作面的瓦斯,以Y型通风系统为基础,底板瓦斯抽采巷瓦斯抽采为主体,配以本煤层顺层瓦斯抽采、上邻近层瓦斯抽采和沿空留巷隔离墙埋管瓦斯抽采等方法进行现场试验。采用上述治理措施后瓦斯抽采率达70%以上,工作面风排瓦斯量仅为5. 93 m3/ min,相对瓦斯涌出量4. 51 m3/ t,分别下降76% 4%和70. 7%,矿井瓦斯治理能力得到了总体提升。     

刘家梁矿区域瓦斯治理技术研究

针对刘家梁煤矿"三软"煤层煤质松软、透气性差等特点,应用底抽巷抽采技术对煤层瓦斯进行治理,矿井5~#煤层原煤瓦斯含量由8 m~3/t降到了4.1 m~3/t以下,瓦斯绝对压力由1.3 MPa降到了0.5 MPa以下,掘进面瓦斯抽放率达到了41%,综放面瓦斯抽放率达到了68%,矿井瓦斯抽放率达到了47%,达到了要求。     

顺层钻孔预抽煤层瓦斯在区域防突治理中的应用

大宁煤矿304工作面3号煤层处于突出危险区,采用了顺层钻孔预抽瓦斯煤层瓦斯的方法进行区域防突治理,确定了合理的钻场数量,钻孔间距等参数。通过区域评价单元的划分进行效果检验,检验结果表明:预抽煤层瓦斯后,煤层最大残余瓦斯含量值为6.43m~3/t,最大可解吸量瓦斯量为3.84m~3/t,小于8m~3/t。工作面瓦斯抽采效果达标,成功消除工作面煤体突出危险。     

永红煤矿回采工作面瓦斯综合治理技术研究

为了消除3306回采工作面突出危险性和降低开采过程中的瓦斯涌出量,在分析瓦斯危险程度的基础上,提出采前顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯、采中高位钻孔抽采和采后埋管抽采的综合技术措施,采取措施后最大残余瓦斯含量为6.56 m3/t,区域验证指标瓦斯解吸指标(Δh2)为120 Pa,钻屑量(S)为1.8 kg/m,均小于突出临界值。工作面风排瓦斯量为4.56 m3/min,仅占瓦斯涌出量的29.78%。     

白芨沟煤矿复杂特厚煤层首分层工作面瓦斯治理技术

针对白芨沟煤矿0102102首分层工作面煤层赋存条件复杂,瓦斯含量高、瓦斯涌出量大、瓦斯灾害严重等问题,提出采用顺层钻孔、穿层钻孔等预抽方式,降低煤层瓦斯含量;采用分源预测法对工作面回采时的绝对瓦斯涌出量进行预测,提出了本煤层、邻近层和采空区抽采的综合瓦斯治理措施。结果表明:预抽后工作面瓦斯含量由21.77 m~3/t降至8.17 m~3/t,工作面回采时绝对瓦斯涌出量为100.8 m3/min,计算得到了工作面回采期间各种抽采方式瓦斯抽采量分配表,保证了工作面的安全回采。     

钻孔群水力冲孔卸压增透技术及应用

郑州矿区开采的二1煤层为单一、松软、低透煤层,瓦斯治理难度大。为了探索高效的瓦斯治理技术,在实施多种卸压增透技术工程实践基础上,通过对各种措施的瓦斯抽采效果进行分析,提出钻孔群水力冲孔技术,并在生产矿井应用了该技术措施。实践应用表明,钻孔群水力冲孔措施效果与煤层瓦斯含量呈正相关性,实施该技术措施后,煤层瓦斯含量大于9 m3/t的区域瓦斯抽采效果提高了226%,瓦斯含量小于9 m~3/t的区域瓦斯抽采效果提高了177%。     

高瓦斯矿井近距离煤层群下邻近层瓦斯治理方法研究

高瓦斯矿井近距离煤层群上部煤层开采时,工作面瓦斯涌出以下邻近层为主,采用传统采空区抽采方法存在一定局限性,尤其是薄煤层开采时瓦斯抽采效果不理想。根据山西省吕梁矿区神州矿井煤层赋存条件、瓦斯涌出量预测结果,分析了矿井回采工作面瓦斯涌出的构成特点,并结合煤层、瓦斯赋存情况,提出"在下邻近煤层布置抽采巷道,施工顺层钻孔进行拦截抽采"的瓦斯治理方法。该抽采方法能够实现从源头上治理瓦斯的目的,能有效地保证工作面的回采安全。     

胡底煤矿高突矿井低透煤层工作面瓦斯抽采技术方案

随着胡底煤矿生产规模增大,原采用的风排瓦斯、顺层钻孔及顶板下向钻孔抽采瓦斯的治理方案不足以保证工作面瓦斯浓度处于安全范围内。以该矿3~#煤层工作面为例,对高突矿井低透煤层的瓦斯抽采技术方案进行了研究,通过增加煤层底板岩巷并在岩巷中布置底板穿层钻孔进行瓦斯抽采,并在未采掘区域内配合地面煤层气井抽采瓦斯。实践表明:该方案的成功实施使得该工作面的瓦斯抽采量由6.6 m~3/min增加至14.48 m~3/min,瓦斯抽采率由18%上升至40.5%,工作面瓦斯抽采达标,有效解决了工作面瓦斯超限的问题,从而确保了工作面安全高效生产。     

特厚煤层综放工作面瓦斯抽采技术研究

为解决蒋家河煤矿采空区瓦斯涌出量大、上隅角瓦斯超限和回风平巷风排瓦斯量大等问题,提出了本煤层预抽、专用瓦斯抽放巷抽采和上隅角埋管抽采瓦斯相结合的方法对该矿ZF202综放工作面进行瓦斯治理,进行了现场实测和瓦斯抽采效果分析。结果表明,本煤层预抽后,瓦斯含量由7.92 m^3/t下降为4.21 m^3/t,瓦斯压力由0.72 MPa下降为0.38 MPa;上隅角瓦斯浓度由0.78%下降至0.4%左右。通过对比,专用瓦斯抽放巷的抽采纯量是高位钻孔的2.5倍,抽采效果好于高位钻孔,使工作面和上隅角瓦斯浓度保持较低水平,有效地解决了特厚煤层综放工作面瓦斯超限问题,为安全生产提供了重要保障。     

原相煤矿瓦斯抽采量预测研究

通过对原相煤矿矿井瓦斯含量分布及瓦斯基础参数进行测试,得出02号煤层最大瓦斯含量约14.50 m³/t,2号煤层最大瓦斯含量约15.20 m³/t.根据02、2号煤层矿井瓦斯涌出量预测,02号煤层工作面为瓦斯治理的重点,其中关键是下邻近层涌出瓦斯的治理。对02号煤层工作面进行瓦斯抽采量预计,得到工作面总抽采量为48.91 m³/min,风排瓦斯量为10.42 m³/min.     

阳煤集团煤矿瓦斯治理状况与展望

阳泉矿区瓦斯含量大,涌出量大。在10对生产矿井中有煤与瓦斯突出矿井4对,高瓦斯矿井6对,矿井瓦斯相对涌出量为29.2m^3/t,矿井瓦斯绝对涌出量为1580.68m^3/min。为保障煤矿安全生产,阳泉矿区采煤工作面采用＂一井两回＂通风系统,风量一般在1500m^3/min。同时推广邻近层和本煤层钻孔抽放,2008年瓦斯抽采总量达到5.0126亿m^3。本文介绍了阳泉矿区瓦斯抽放现状,并总结了存在的问题,并对以后如何抽采瓦斯进行了规划。     

煤矿区瓦斯三区联动立体抽采技术的研究和实践

为解决单一煤层瓦斯抽采技术难题,针对晋城矿区实际,基于瓦斯抽采、煤炭开采时空接替关系,通过理论研究和工程实践,提出了适合高瓦斯矿区特点的三区联动立体抽采模式,形成了高瓦斯矿区瓦斯抽采技术体系,显著提高了高瓦斯矿区瓦斯抽采水平和矿井安全效益。     

高瓦斯矿井回采工作面瓦斯治理

为了保证高瓦斯矿井回采工作面正常回采,通过对开采层和邻近层瓦斯赋存情况的分析,预测回采工作面的瓦斯涌出量最大为34 m~3/min,根据本煤层原始瓦斯含量和预抽时间的不同,本煤层钻孔间距设计为2～6 m,同时根据回采时瓦斯涌出量的不同,穿层钻孔设计个数为6～16个。经过瓦斯治理后回采工作面平均日产原煤4 500 t时,绝对瓦斯涌出量32m~3/min,回风流瓦斯浓度0.4%左右,风排瓦斯量6.5 m3/min,抽采瓦斯量25.5 m~3/min,抽采率为79%。     

低瓦斯煤层工作面高位瓦斯钻孔抽采技术应用实践

上隅角瓦斯超限或瓦斯异常涌出多发生于高瓦斯煤层工作面,屯宝煤矿M5煤层相对瓦斯涌出量只有2.93m~3/t,但受邻近层开采及采空区遗煤影响,工作面在回采过程中多次发生上隅角瓦斯超限事故,给生产带来严重影响。为彻底解决工作面瓦斯灾害隐患,结合矿井生产实际,对1153综放工作面煤层瓦斯抽采难易程度进行了评价,明确了对工作面采空区进行瓦斯抽采的必要性和可行性,提出了高位钻孔法与采空区埋管法两种采空区瓦斯抽采方法。通过技术和经济比较,确定对采空区瓦斯实施高位钻孔抽采技术方案。经过现场实践,抽采管路内瓦斯浓度稳定,上隅角未再发生瓦斯超限事故,说明该地质条件下抽采钻孔参数科学、合理,利用高位钻孔抽采采空区瓦斯是治理矿井瓦斯的有效技术措施。