突出煤层掘进巷道冲击地压防治技术

为了在垂深1 100 m、具有严重煤与瓦斯突出和冲击地压危险的煤层进行安全快速掘进,消除冲击地压和煤与瓦斯突出危险,应用巷道钻孔松动爆破卸压技术.通过对冲击地压发生机理和钻孔松动爆破卸压理论分析,研究了深井煤层卸压原理,确定了巷道钻孔松动爆破卸压技术参数和施工工艺.试验结果表明:利用瓦斯抽排巷道对掘进煤层进行打钻和松动爆破,在一定范围使突出煤层卸压、排放瓦斯,可使原始高地应力场发生改变,并沿巷道掘进方向向前方煤体和巷道两帮深部转移,同时提高煤层透气性,使高压瓦斯加速排放,减少了突出势能,有效防治煤与瓦斯突出和冲击地压.     

穿层深孔控制爆破防治冲击型突出研究

针对具有严重煤与瓦斯突出和冲击地压危险的煤层巷道掘进过程中,煤与瓦斯突出综合检测指标经常超限,掘进速度缓慢等问题,提出了穿层深孔控制爆破防治技术,研究了穿层深孔控制爆破技术的作用机理,对穿层深孔控制爆破进行了数值模拟研究,分析了爆破过程中煤、岩的压力变化情况和爆破影响范围,确定了巷道钻孔松动爆破卸压技术参数和施工工艺．实验结果表明：利用瓦斯抽排巷道对掘进煤层进行打钻和松动爆破,在一定范围使突出煤层卸压、排放瓦斯,可使原始高地应力场发生改变,并沿巷道掘进方向向前方煤体和机巷两帮深部转移,同时提高煤层透气性,使高压瓦斯加速排放,减少了突出势能,有效防治了煤与瓦斯突出和冲击地压,具有重要理论和实际价值．     

穿层深孔控制爆破防治冲击型突出研究

针对具有严重煤与瓦斯突出和冲击地压危险的煤层巷道掘进过程中,煤与瓦斯突出综合检测指标经常超限,掘进速度缓慢等问题,提出了穿层深孔控制爆破防治技术,研究了穿层深孔控制爆破技术的作用机理,对穿层深孔控制爆破进行了数值模拟研究,分析了爆破过程中煤、岩的压力变化情况和爆破影响范围,确定了巷道钻孔松动爆破卸压技术参数和施工工艺．实验结果表明：利用瓦斯抽排巷道对掘进煤层进行打钻和松动爆破,在一定范围使突出煤层卸压、排放瓦斯,可使原始高地应力场发生改变,并沿巷道掘进方向向前方煤体和机巷两帮深部转移,同时提高煤层透气性,使高压瓦斯加速排放,减少了突出势能,有效防治了煤与瓦斯突出和冲击地压,具有重要理论和实际价值．     

穿层深孔控制爆破防治冲击型突出研究

针对具有严重煤与瓦斯突出和冲击地压危险的煤层巷道掘进过程中,煤与瓦斯突出综合检测指标经常超限,掘进速度缓慢等问题,提出了穿层深孔控制爆破防治技术,研究了穿层深孔控制爆破技术的作用机理,对穿层深孔控制爆破进行了数值模拟研究,分析了爆破过程中煤、岩的压力变化情况和爆破影响范围,确定了巷道钻孔松动爆破卸压技术参数和施工工艺.实验结果表明:利用瓦斯抽排巷道对掘进煤层进行打钻和松动爆破,在一定范围使突出煤层卸压、排放瓦斯,可使原始高地应力场发生改变,并沿巷道掘进方向向前方煤体和机巷两帮深部转移,同时提高煤层透气性,使高压瓦斯加速排放,减少了突出势能,有效防治了煤与瓦斯突出和冲击地压,具有重要理论和实际价值.     

穿层深孔控制爆破防治冲击型突出研究

针对具有严重煤与瓦斯突出和冲击地压危险的煤层巷道掘进过程中,煤与瓦斯突综合检测指标经常超限,掘进速度缓慢等问题,提出了穿层深孔控制爆破防治技术,研究了穿层深孔控制爆破技术的作用机理,对穿层深孔控制爆破进行了数值模拟研究,分析了爆破过程中煤、岩的压力变化情况和爆破影响范围,确定了巷道钻孔松动爆破卸压技术参数和施工工艺.实验结果表明:利用瓦斯抽排巷道对掘进煤层进行打钻和松动爆破,在一定范围使突出煤层卸压、排放瓦斯,可使原始高地应力场发生改变,并沿巷道掘进方向向前方煤体和机巷两帮深部转移,同时提高煤层透气性,使高压瓦斯加速排放,减少了突出势能,有效防治煤与瓦斯突出和冲击地压.     

突出矿井采空区侧向瓦斯卸压带分布特征

为掌握采空区侧向瓦斯卸压带的分布特征,提出了基于侧向支承压力的煤层瓦斯卸压带边界判定方法,并采用数值模拟手段,对采空区侧向支承压力的演化规律进行了模拟研究。结果表明:采空区侧向瓦斯卸压带宽度随煤层采高、工作面斜长的的增加而增大,但受煤层采高影响最为明显;缓倾斜煤层采空区侧向瓦斯卸压带宽度不能完全覆盖沿空掘巷实体煤侧15 m范围煤体,仍需对巷道实体煤侧15 m范围煤体执行区域综合防突措施。     

急倾斜薄煤层采空区煤自燃和瓦斯爆炸危险区域分布特征

为提高急倾斜煤层伪斜开采条件下瓦斯与煤自燃综合防治效果,基于煤自燃"三带"划分标准和瓦斯爆炸三角形,建立采空区自燃"三带"分布的数学模型,利用COMSOL Multiphysics5.2模拟软件,对东林煤矿3409工作面采空区孔隙率、气体浓度、温度等参数进行模拟分析。结果表明:采空区上部孔隙率较大,下部除回风巷道边缘处较大外,其他区域孔隙率相对较低;氧气浓度结合漏风速度共同划分氧化带范围为:在进风侧氧化带宽23.2 m,在回风侧宽37.6 m,高温区域主要集中在回风侧、采空区的下部距离工作面较近区域;采空区上部瓦斯浓度相对较低,下部瓦斯浓度相对较高;瓦斯爆炸危险区域为中间工作面支架处区域范围为爆炸危险区域。     

简易放顶煤工作面瓦斯的综合治理

结合现场瓦斯地质条件,研究了煤层瓦斯压力与突出参数之间的关系,制订了利用顺层钻孔抽放消除煤层突出危险,利用顶板巷道和顶板走向钻孔抽排采空区瓦斯解决回采过程中瓦斯超限的综合防突措施,实现了工作面安全、高效的放顶煤开采。     

沿空掘进巷道突出危险性分析

分析研究了沿空掘进巷道煤层瓦斯流动规律、分源法预测矿井瓦斯涌出量,现场实测了瓦斯残存含量,得出孟庄煤矿沿空掘进巷道实体侧煤壁一定深度内瓦斯得到充分的排放,在煤层赋存稳定,无地质构造的正常地带,沿空掘进工作面前方基本丧失了发生煤与瓦斯突出条件。     

千米深井保护层开采煤层卸压效果分析

平顶山天安煤业股份有限公司十二矿己15-31010工作面垂深为1 015～1 130 m,为煤与瓦斯突出煤层,采用开采解放层己14煤层预抽瓦斯是解决己15煤层煤与瓦斯突出的关键技术,因此,针对深部保护层开采过程中下部煤层的卸压效果需进行深入分析。首先根据实际地质条件建立了三维数值模型,计算了己14煤开采过程中下部己15煤层的应力分布。计算结果显示,下部己15煤层在上部保护层开采过程中压力先升高后降低,在采面通过40 m后煤层压力降低至小于1 MPa;但在采空区外侧集中应力区,最大应力值高达42 MPa。现场监测数据显示,采空区下方煤层巷道瓦斯浓度显著增大,但外侧煤层巷道瓦斯浓度变化较小,在上方采面通过40 m后,巷道变形趋于稳定,煤层得到充分卸压。综合数值计算结果和现场监测数据可知,深部近距离保护层开采可以显著降低下部煤层压力,释放煤层瓦斯,但由于集中应力的影响,难以释放位于采空区边缘的下部煤层瓦斯。