基于CFD模拟的邻近层穿层钻孔瓦斯抽采优化设计

以山西新大地煤矿15101综放面为研究对象,通过研究采动覆岩移动破坏规律及15101综放面邻近层卸压瓦斯抽采特征,确定了15101综放面穿层钻孔布置的基本原则,据此原则提出了穿层钻孔布置的6种优化方案,并利用FLUENT对优化方案进行计算.根据模拟结果,确定了邻近层穿层钻孔的最优布置参数:穿层钻孔终孔距15#煤底板垂直高度为50 m,终孔伸入工作面的水平距离为20m.钻孔布置参数优化以后,新大地煤矿15101综放面邻近层瓦斯抽采取得较好效果,平均瓦斯抽采总量达到了51.8 m3/min.     

许疃煤矿大采高综放工作面瓦斯治理技术

许疃煤矿针对大采高综放工作面瓦斯治理问题,采用了工作面顺层钻孔预抽本煤层瓦斯、顶板高位上向穿层钻孔抽采大采高工作面上邻近层瓦斯、顶板高位走向钻孔抽采本煤层同时拦截抽采上邻近层卸压瓦斯的综合瓦斯抽采技术。针对大采高综放工作面顶板高位走向钻孔布置层位的选择,通过相似模拟试验、关键层理论分析和UDEC软件模拟研究许疃煤矿大采高工作面顶板冒落规律,寻找大采高采场上覆岩层中裂隙位置和顶板瓦斯富集区;以此确定顶板高位钻孔的相关抽放工艺参数,为大采高工作面采空区高位瓦斯抽放钻孔的设计提供了理论依据。同时为大采高工作面上邻近层卸压瓦斯抽采钻孔的设计提供了理论指导。     

综放工作面瓦斯综合治理技术

为了解决汪家寨煤矿P41102综放工作面回采过程瓦斯超限频繁等问题,通过在本煤层施工顺层钻孔进行瓦斯预抽,有效地降低了工作面回采过程中的瓦斯涌出量。同时,在采空区30 m范围埋设直径250 mm瓦斯抽放管对采空区瓦斯进行抽采,减少回风流的瓦斯浓度,在煤层顶板15m左右布置高位钻孔抽采上邻近卸压层瓦斯,效果明显,瓦斯抽采量达到27.05 m^3/min,瓦斯抽采率达到69.5%,工作面平均月进尺提高30 m以上,生产能力平均提高86 851.6 t/月,杜绝了瓦斯超限,保证了工作面的安全高效生产。     

深部高瓦斯沿空留巷工作面立体瓦斯抽采技术及应用

深部高瓦斯沿空留巷工作面具有瓦斯涌出量大、透气性差、抽采难度大特点,针对各瓦斯源,提出了多元立体抽采技术。通过本煤层钻孔预抽瓦斯、高位钻孔抽采戊组邻近层卸压瓦斯、裂隙带高位钻孔抽采和下向拦截钻孔抽采丁组煤卸压瓦斯等手段,有效控制了工作面瓦斯浓度。瓦斯抽采效果考察表明,回采面推进对邻近层卸压瓦斯抽采有关键影响,高位裂隙带瓦斯抽采钻孔层位为11.3～14.75倍采高时有最佳瓦斯抽采效果。通过瓦斯源头控制的立体抽采技术,实现了工作面安全高效回采。     

高抽巷内上向钻孔抽采邻近层瓦斯的试验研究

为提高近距离煤层群下保护层开采上部邻近煤层卸压瓦斯抽采效果,减小工作面瓦斯涌出量,应用高抽巷巷内布置的上向钻孔抽采邻近煤层卸压瓦斯。探讨了该方法的原理和相关工艺,并在贵州盘江精煤股份有限公司金佳矿进行了试验。结果表明,高抽巷巷内布置的上向钻孔能够有效地抽采上部煤层的卸压瓦斯,提高抽采效果;在下保护层工作面开采早期,上向钻孔抽采瓦斯量小且浓度较低,中期抽采效果好,后期抽采效果逐渐变差。     

下伏邻近层瓦斯采动卸压运移规律及抽采特征研究

为研究下伏邻近层瓦斯采动卸压运移规律及顺层钻孔瓦斯抽采特征,以屯兰矿2^#煤层为研究对象,基于下伏采动卸压理论、底板采动破坏深度经验公式和稳定同位素测定分析技术,分析了下伏邻近层瓦斯卸压涌出规律,对下伏煤层顺层瓦斯钻孔采动卸压抽采特征进行了研究。结果表明：12507工作面底板采动破坏深度24.80 m,采动卸压后单孔最高抽采浓度75%、流量0.5 m³/min,下伏邻近层瓦斯抽采量占工作面瓦斯抽采总量的27.08%,为实现下伏卸压瓦斯高效治理,需对下伏4^#煤进行采前预抽和采动抽采;根据上隅角瓦斯主要来源及占比,将工作面瓦斯涌出划分为3个阶段,单一煤层主导阶段、邻近层卸压调整阶段及卸压平衡阶段;工作面回采6～100 m时,采空区下伏4^#煤迅速卸压,瓦斯大量涌出至采空区,100 m后下伏4^#煤层瓦斯达到稳定卸压涌出。     

佳瑞煤矿近距离邻近层高抽巷瓦斯抽采技术研究与实践

煤层开采,采动裂隙发育形成瓦斯流通通道,影响范围内近距离邻近煤层内卸压瓦斯往往通过该通道流至回采工作面,造成瓦斯积聚超限。本文研究了近距离邻近层卸压瓦斯特征及高抽巷抽采该卸压瓦斯的技术原理,并成功应用于工程实践中。     

近距离煤层群综合立体式瓦斯抽采方法及效果分析

近距离煤层群工作面在准备和回采阶段的瓦斯不仅有本煤层涌出,邻近层还有大量涌出。在工作面掘进时期可向本煤层打钻孔实施采前预抽,而工作面回采时期邻近层瓦斯涌出主要是通过采空区上部裂隙带离层区。对邻近层抽采的各种方法进行了分析,得到瓦斯抽采巷道与钻孔布置的最佳参数,并与实际进行比较,对24207工作面瓦斯抽采工艺参数进行优化。     

突出厚煤层综放工作面瓦斯综合治理技术研究

针对厚煤层综放工作面瓦斯治理难度大、抽采效果差、工作面难以消突的问题,开展了综放工作面立体瓦斯抽采技术研究。立体瓦斯抽采技术包括保护层开采、工作面回采区域顺层钻孔预抽、回风巷留管抽采瓦斯、利用尾巷抽采瓦斯、顶板高位钻孔及底板拦截钻孔抽采瓦斯。通过对P41104综放工作面研究表明:7~#煤层距11~#煤层42 m,作为11~#煤层的上保护层开采是有效的,消除了11~#煤层的突出危险性。立体瓦斯抽采技术的实施,使工作面瓦斯抽采纯量达到25.86 m3/min,抽采率达73%,回风流瓦斯浓度稳定在0.7%以下,减少了瓦斯涌出量,有效解决了工作面上隅角与回风流瓦斯超限问题。     

定向钻机交叉式弧形钻孔下邻近层抽采方法研究

为了解决下邻近层瓦斯抽采难度较大的难题,考虑VLD-1000型定向钻机调整弯头方向是否能满足下邻近层弧形抽放钻孔的要求,利用底板岩石瓦斯抽采巷及钻场,从而实现施工开采煤层下邻近层瓦斯抽采定向钻机交叉式弧形钻孔,实现回采时的下邻近层瓦斯抽采。通过对下邻近层抽采方法中定向钻机交叉式弧形钻孔单孔抽放量和抽放率预计,得出下邻近层瓦斯抽放率可达80%以上。下邻近层瓦斯抽放方法兼顾了下邻近层回采工作面预抽瓦斯抽采,可大幅降低后续下邻近层开采时瓦斯涌出量,起到了防治煤与瓦斯突出的作用。     

谢一矿45589工作面低抽巷布置及效果分析

通过45589工作面回采过程中成功利用低抽巷抽放B9工作面下邻近层卸压瓦斯，总结出淮南矿区近距离煤层首采保护层时治理瓦斯的有效手段，即合理布置低抽巷结合穿层卸压钻孔拦截抽放下邻近层卸压瓦斯。     

董家河煤矿22518综采面瓦斯涌出规律研究

在对综采工作面瓦斯来源分析的基础上,根据董家河煤矿22518综采工作面瓦斯涌出数据,采用瓦斯单元测定法分析了工作面瓦斯浓度分布规律及影响因素。研究结果表明:22518工作面瓦斯涌出主要来源于本煤层和上覆邻近煤层,瓦斯治理方法应采用以本煤层预抽和边采边抽为主,邻近层抽采为辅,在采煤工作面回风巷布置高位钻孔对上覆邻近煤层卸压瓦斯进行抽采。研究成果对保证高产、高效综采工作面的正常生产提供决策依据。     

高瓦斯急倾斜特厚煤层瓦斯高效抽采成套技术

针对急倾斜特厚煤层的瓦斯赋存特点,采用数值分析方法对乌东煤矿+575 m水平45#煤层综放工作面开采围岩采动裂隙分布规律进行研究,为制订合理的瓦斯抽采方法提供依据。通过采用顺层长钻孔抽采、卸压瓦斯拦截抽采、顶板走向高位钻孔抽采和采空区埋管抽采等成套技术,工作面瓦斯预抽率达到42.7%,回采期间工作面瓦斯抽采率达到80%以上,有效控制了开采工作面的瓦斯涌出,为工作面的安全生产提供了保障。     

马堡煤矿厚煤层综放工作面煤与瓦斯共采技术研究

针对马堡煤矿15108综放工作面瓦斯含量高、邻近层瓦斯涌出量大,以及工作面瓦斯易超限的难题,采用UDEC数值模拟方法,研究了综放工作面采场覆岩裂隙演化规律,确定出采空区瓦斯富集区。基于此,提出应用大直径走向长钻孔结合常规本煤层交叉钻孔、采空区插管等瓦斯抽采技术,现场实践结果表明:大直径走向长钻孔可实现断裂带卸压瓦斯的高效抽采,工作面瓦斯抽采率达71.39%,安全高效生产原煤68.1万t,累计抽采瓦斯505万m3,实现了煤与瓦斯的共采。     

高瓦斯矿井长切眼综放工作面开采技术

针对三元煤业一采区边界剩余块段赋存情况,创造性地布置长切眼工作面,初采段采用本煤层瓦斯强化抽采,采中采用高位钻孔抽采临近层裂隙带卸压瓦斯,上隅角埋管抽放,邻近采空区抽采等多种方法,实现了工作面安全高效开采。     

多煤层近距离保护层开采瓦斯涌出规律及抽采方案研究

 为确保近距离保护层工作面的生产安全,采用分源预测方法对罗州煤矿首采工作面瓦斯涌出规律进行分析,研究表明本煤层瓦斯涌出占16.9%,上邻近层瓦斯涌出占50.7%,下邻近层瓦斯涌出占32.4%。在此基础上对罗州煤矿瓦斯抽采方案进行优化设计,首采工作面采用本煤层顺层平行斜交钻孔、采空区埋管抽采结合通风稀释瓦斯,上邻近层采用高抽巷抽采环形裂隙圈内高浓度瓦斯,下邻近层采用底板穿层钻孔抽采底臌断裂带和底臌变形带内的卸压解吸瓦斯。通过保护层卸压开采配合卸压瓦斯强化抽采方法,降低了卸压煤层瓦斯含量,消除了被保护层煤与瓦斯突出危险性。     

经坊煤业3-806综放工作面瓦斯综合抽采技术应用

为实现对煤矿瓦斯灾害的有效防治,以经坊煤业3-806综放工作面为工程背景,研究提出本煤层钻孔采前预抽、高位钻孔采空区瓦斯抽采的综放工作面瓦斯综合抽采技术。该技术在经坊煤业3-806综放工作面应用后,工作面回风流及上隅角瓦斯浓度均控制在0.76%以下,满足相关规程要求。     

极薄煤层穿层钻孔抽采卸压瓦斯技术研究

针对小煤矿极薄煤层开采过程中工作面瓦斯超限频繁的问题,该文以四川白鹤煤矿为例,采用顶底板穿层钻孔技术进行了卸压瓦斯抽采试验,结果表明:顶板穿层钻孔抽采卸压瓦斯效果理想,瓦斯抽采率达到了33%;底板穿层钻孔抽采卸压瓦斯的单孔瓦斯流量较小,浓度较高。通过顶底板穿层钻孔对邻近层进行瓦斯抽采,工作面瓦斯超限问题得到了有效解决,保障了安全生产,为相似条件下的瓦斯抽采提供了依据。     

下保护层工作面高位钻孔抽采瓦斯技术研究

蛇形山煤矿开采的所有煤层均有严重的突出危险性,在采用开采下保护层和底板瓦斯巷预抽保护层煤层瓦斯等区域防突措施的过程中,因受采动影响邻近层瓦斯大量解吸,沿采动裂隙涌入保护层工作面,高浓度瓦斯经常造成保护层工作面回风流瓦斯超限,严重制约矿井的安全生产。针对该矿风巷尾巷采空区埋管抽放瓦斯和工作面风巷下部掘补充风巷等措施的不足,省内首次进行工作面(2341)风巷走向高位钻孔抽采邻近层瓦斯试验,研究表明,高位钻孔抽采邻近层瓦斯,能彻底解决在风巷建气室抽放和回风流瓦斯超限等问题,日抽采综合利用瓦斯1500 m3以上,回风巷瓦斯浓度下降幅度达50%,在经济效益、社会效益和安全效益上取得显著效果,可供类似条件的矿井参考。     

高位裂隙钻孔抽采技术在厚煤层综放面的应用

通过分析鹤煤公司三矿综放工作面采动对煤层顶板变形破坏、煤岩层卸压、透气性增加、瓦斯解吸运移的影响,论述了利用煤层高位顶板走向钻孔抽采瓦斯技术的可行性.该技术在鹤煤三矿3008厚煤层综放工作面应用,取得了较好的瓦斯治理效果.对于类似开采条件下的瓦斯防治,具有较高的借鉴价值.