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。     

近距离高瓦斯煤层群底抽巷煤与瓦斯共采实践

针对近距离煤层群高瓦斯工作面的地质及回采条件,建立采场底板卸压数值分析模型,选取膨胀量和卸压系数两个指标分析了底板煤岩层运移和应力变化特征,指出作用于底板煤岩层应力的急剧增大与减小导致出现卸压膨胀现象,随工作面推进范围扩大,最终膨胀量和卸压系数大小分布呈现马鞍型。为减少底板煤岩体内卸压瓦斯涌入工作面,采用底抽巷治理瓦斯的方案,提出了底抽巷的布置原则。工程试验中,底抽巷顺层钻孔抽采瓦斯纯量及浓度逐渐稳定在最高值7 m~3/min和50%,工作面回风流及尾巷风流瓦斯浓度稳定在0.55%及0.6%以下,实现了煤与瓦斯共采。     

近距离高瓦斯煤层群采动裂隙带瓦斯抽采技术

为了解决沙曲矿近距离高瓦斯煤层群开采过程中瓦斯超限这一难题,运用理论分析和数值分析相结合的方法对沙曲矿南翼4号煤开采采动裂隙演化规律进行了分析,确定了高位裂隙钻孔组的合理布置位置。结果表明:采空区垮落带和裂隙带高度分别为8、36.5 m,贯通裂隙带距工作面顶板垂高8~23 m,非贯通裂隙带距工作面顶板垂高23~42 m,工作面上方22 m左右裂隙分布密集且覆岩整体结构相对稳定,将钻孔延深至该区域能有效提高瓦斯抽采的浓度、抽采量和稳定性。现场实践表明:利用DDR-1200型千米定向钻机,将钻孔布置在距工作面上方22 m处时,瓦斯抽采效果明显,平均瓦斯抽采体积分数90.68%,平均瓦斯抽采纯量达11.58 m3/min。     

近距离高瓦斯煤层群倾向高抽巷抽采卸压瓦斯布置优化

倾向高抽巷作为一种治理卸压瓦斯的重要方法,其布置参数与抽采效果的匹配关系需要合理确定。针对典型的近距离高瓦斯煤层群开采条件,对采空区上覆岩层裂隙演化规律进行了研究,揭示了倾向高抽巷最佳布置位置在竖直方向上15倍采高、水平方向深入工作面约35 m处。据此,在24202工作面回风巷,以40°仰角起坡且垂直于回风巷轴线向顶板方向施工60 m,再沿倾向水平施工8 m来布置高抽巷。实际治理效果表明,单个倾向高抽巷的抽采半径为55~60 m,开采过程中有4~5个高抽巷处于瓦斯抽采活跃期,有效抽采总距离为500 m,平均抽采瓦斯总量25.22m3/min,占抽采总量的62.24%,实现了卸压瓦斯高效治理。     

近距离煤层群底抽巷瓦斯抽采实验研究

针对山西焦煤集团屯兰矿近距离煤层群开采过程中,采煤工作面底板瓦斯超限的问题,通过对近距离煤层群采掘工作面底板煤岩增透机理分析及回采工作面邻近层瓦斯涌出量计算,得出18205工作面底板瓦斯涌出量增大原因:18205工作面底板受采动影响,煤岩体形成裂隙带和卸压带,煤岩透气性系数成百倍增加,渗透率增大,为下邻近层瓦斯涌出提供了通道;下邻近层9#煤层瓦斯涌出量占18205工作面瓦斯涌出量的比例高达11.4﹪。结合理论分析、计算及开采条件,进行了底抽巷瓦斯抽采实验研究。结果表明:底板瓦斯浓度由0.46%降至0.1%,瓦斯抽放率提高了17%,矿井通风能力得到了提升。     

近距离煤层群采动卸压规律及瓦斯抽采技术

近距离高瓦斯煤层群开采时,受采动卸压作用工作面上部煤层瓦斯及底板下部煤层瓦斯均会对工作面造成影响导致瓦斯超限,需同时治理。针对杏花煤矿28#煤层右二工作面近距离高瓦斯煤层群开采时瓦斯涌出量大的问题,通过理论计算及数值模拟分析了顶底板煤岩破坏卸压规律为抽采工程设计提供了依据,结合工程经验采用了高位钻场、低位钻场及高抽巷相结合的立体化抽采措施控制本煤层及邻近层瓦斯,并取得了良好的应用效果。     

高瓦斯近距离煤层群保护层煤与瓦斯共采技术

根据沙曲矿的具体地质条件,通过对保护层开采机理的分析,确定矿井北翼2号薄煤层为下方3+4号和5号煤层的保护层,计算得出保护层首采工作面22201的保护范围和解放煤量2.4Mt;针对2号煤层的赋存条件,研究了22201工作面的采煤技术,包括巷道布置、工作面主要设备和采煤工艺;采用保护层开采对突出煤层的卸压作用和瓦斯抽采技术,设计了本煤层、下部3+4号煤层和采空区瓦斯的抽采方案,达到解放下部煤层的目的。沙曲矿对高瓦斯近距离煤层保护层煤与瓦斯共采技术的研究,为其他类似条件下开采提供了借鉴。     

高瓦斯近距离煤层群瓦斯治理方法研究

以神华五虎山煤矿为例,研究采用在底层巷道向上覆煤层打穿层钻孔,加上本煤层采取高位抽放的方法,解决了该矿在瓦斯治理上遇到的瓦斯扰动情况。分析了各种抽放参数并进行了优化,为类似矿井的瓦斯治理提供参考依据。     

近距离煤层群首采关键卸压层工作面瓦斯综合治理技术

近距离煤层群首采关键卸压层开采后,由于层间距较小,采动卸压后被保护煤层透气性增大数百到数千倍,卸压煤层产生采动裂隙,其相互贯通并与保护层采空区连通,导致被卸压保护煤层解吸瓦斯大量涌向保护层开采空间,造成首采保护层工作面的瓦斯治理更加困难。以淮南新庄孜煤矿近距离煤层群首采关键卸压层62114工作面开采为例,采用沿空留巷Y型通风煤气共采技术,提出并实施了被卸压保护煤层综合抽采瓦斯技术,工作面瓦斯抽采率超过80%,回风流瓦斯浓度低于0.6%,实现了高瓦斯煤层群煤与瓦斯的安全高效共采。     

高瓦斯超近距离煤层群煤与瓦斯共采工艺

针对平煤股份六矿高瓦斯超近距离煤层群的具体赋存条件,在自动化回采工作面的设计过程中,以煤与瓦斯共采理论为指导,在科学分析超近距离煤层群回采过程中工作面瓦斯涌出规律的基础上,应用上隅角埋管抽采、高位钻场抽采等综合分源抽采方案。在有效控制工作面瓦斯抽采的基础上,进一步优化煤与瓦斯共采工艺,取得了非常明显的技术效果。     

近距离突出煤层群矿井邻近层瓦斯治理技术研究

近距离突出煤层群开采过程中,由于煤层之间距离较小,邻近层的瓦斯受采动影响大量涌入开采工作面,容易造成工作面瓦斯超限。本文以肥田煤矿近距离突出煤层群开采为例,通过对邻近层瓦斯涌出特征和大小进行分析与研究,从而确定合理、有效的邻近层瓦斯涌出治理方案,保证工作面的安全回采。     

高瓦斯近距离厚煤层群首采层瓦斯抽采技术

针对我国西部地区典型的高瓦斯近距离厚煤层条件下,开采扰动剧烈,沿空留巷难度大,上、下向扰动卸压范围更大等煤气共采的技术难题,采用理论研究及数值分析的方法,在研究4.2 m厚煤层顶板裂隙发育及演化规律的基础上,揭示了厚煤层工作面裂隙发育区的分布特征,找到了采空区瓦斯富集区,并首次提出了采用大孔径(准250 mm)多钻孔可代替倾向高抽巷实现卸压瓦斯的高效抽采,安全连续高效生产原煤67.7万t,抽采瓦斯累计1 166.95万m3,丰富了瓦斯抽采内涵,取得了显著的经济效益和社会效益。     

近距离煤层群卸压瓦斯抽采机理分析及工程验证

对于岩体而言,孔隙率应该是其固有的物理属性,而作者通过压汞实验发现煤体的孔隙率却可以随着受压和卸载作用有较大的变化,并直接影响煤层瓦斯区域预抽的效果。文章从如何增加预抽瓦斯量的本质出发,通过对孔隙率和游离瓦斯量的计算和分析,实验中利用压汞法测量被保护煤层煤样孔隙率,利用间接和直接方法测定区域瓦斯压力,通过计算分析和现场瓦斯抽采实测数据统计验证,孔隙度的增加对游离瓦斯量的增加和卸压瓦斯抽采效果的提升起到决定性的作用;并在实践中发现保护层工作面后方60m的范围内,其下伏被保护煤层的孔隙率和游离瓦斯量达到最大值,卸压瓦斯抽采效果最好。     

复杂地质条件下高瓦斯近距离突出煤层群煤与瓦斯共采技术

针对贵州西部复杂地质条件下瓦斯含量高、透气性低以及近距离突出煤层群开采等特点,应用煤与瓦斯共采理念,提出了保护层开采结合高抽巷及巷内穿层钻孔抽采卸压瓦斯方案,构建了突出煤层群的煤与瓦斯共采技术体系,有效解决了突出煤层群开采的煤与瓦斯突出及瓦斯超限的难题,为安全高效生产创造了条件,实现了煤与瓦斯安全高效共采。     

近距离下伏煤层定向长钻孔瓦斯抽采技术应用

为解决马兰矿18506综采工作面下伏煤层卸压瓦斯大量涌入开采空间,通过尝试在下伏煤层底抽巷布置两组试验定向长钻孔替代顺层倾向和扇形钻孔进行瓦斯抽采的方法。经试验考察,每个定向钻孔分支或主孔平均抽采量为0.3974m3/min。推算结果表明,沿工作面走向均匀布置8个主孔及分支进行全覆盖,卸压抽采量可达3.18 m3/min,回风流瓦斯浓度为0.079%,在安全范围内。     

近距离煤层群不可采煤层瓦斯参数测定及应用

为确保新兴宏能煤矿一采区首采面11204采煤工作面安全回采,采用直接测定法测定采煤工作面邻近不可采煤层瓦斯参数,判定不可采煤层突出危险性,预测工作面回采期间瓦斯涌出量,结合近距离煤层群实际情况制定立体式预抽方案,消除开采层及邻近层突出危险,减小工作面瓦斯涌出量,为工作面安全、高效生产奠定基础。     

低渗透性煤层群邻近层瓦斯卸压抽采技术

在煤层群开采过程中,本煤层开采会使得工作面围岩应力重新分布,邻近煤层内赋存的吸附态瓦斯卸压解吸。同时岩层移动与破断在上覆煤岩层中形成采动裂隙,瓦斯大量涌入工作面。为了解决临近层瓦斯涌出造成的工作面瓦斯超限,通过研究上覆岩层破坏规律并结合工作面原有瓦斯抽放状况,对原有抽放钻孔参数进行优化,优化后钻孔瓦斯抽放浓度提高了21.2%,工作面风排瓦斯量降低了18.33%,安全性大大增加。     

近距离煤层群瓦斯立体抽采技术研究

针对桐梓煤矿近距离煤层群开采,首先选择瓦斯含量较小、突出危险性低的煤层作为保护层进行开采,利用其开采扰动作用提高下部卸压煤层的透气性。采用顺层钻孔、低位走向穿层钻孔、采空区埋管和底板上向穿层钻孔等措施对煤层群进行立体化综合抽采,试验表明：保护层工作面瓦斯预抽采率在55%以上,消除了煤与瓦斯突出危险性,工作面开采后上隅角瓦斯体积分数控制在1%以下;6号、7号和9号被保护煤层经卸压后透气性系数分别增加了392、320和289倍,瓦斯抽采率超过60%,实现了煤与瓦斯安全高效共采     

高瓦斯近距离煤层精准瓦斯抽采技术研究与工程实践

以山西小回沟煤业有限公司2202工作面工程为背景,采用理论分析与现场实际相结合的方法,确定出距2#煤层顶板33～42.7 m、回风巷10～34 m为卸压瓦斯富集区域,并利用ZDY12000LD与ZDY4200LPS(A)钻机精准施工钻孔进行稳定高效抽采.在定向钻孔与普通钻孔相结合的精准瓦斯抽采方式下,2202工作面在回...     

近距离高瓦斯煤层群大采高首采层煤与瓦斯共采

针对我国西部地区典型的近距离高瓦斯厚煤层大采高条件下开采扰动剧烈、沿空留巷难度大、上下向扰动卸压范围更大等煤气共采的技术难题,采用理论研究及数值分析的方法,在研究4.2 m大采高顶板裂隙发育及演化规律的基础上,揭示大采高工作面裂隙发育区的分布特征,找到了采空区瓦斯富集区,并提出采用大直径(=250 mm)钻孔群代替倾向高抽巷实现卸压瓦斯的高效抽采,安全连续高效生产原煤67.7万t,抽采瓦斯累计1 166.95万m 3 。