祁东煤矿煤层群开采高瓦斯与自然发火治理实践

祁东煤矿主采的71、82、9煤层属于高瓦斯突出中近距离煤层群开采,其中上保护层71煤层开采时,由于被保护9煤层施工穿层钻孔时发生过钻孔瓦斯动力现象,中间被保护82煤层不能实现卸压瓦斯抽采,导致82煤层开采时瓦斯涌出量大,瓦斯超限频繁。为此,在82煤层8224综采工作面通过采用Y型通风、瓦斯分源法立体抽采、顶板预裂爆破、移动注氮等措施预防瓦斯超限及采空区煤层自燃,取得了较好的效果。该综合措施已经推广应用到其他类似条件的近距离高瓦斯突出煤层群工作面。     

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.     

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．     

高瓦斯低透气性煤层深孔爆破增透技术研究

介绍了高瓦斯低透气性深孔爆破增透技术的基本原理、钻孔布置、爆破及工艺设备等具体参数。深孔爆破后,增大了钻孔瓦斯有效抽放半径和高瓦斯煤层通透性,成倍地提高了瓦斯抽放率;而且降低了煤与瓦斯突出的威胁性,从而有效地解决了高瓦斯突出煤层采掘工作面瓦斯超限与煤与瓦斯突出的问题。     

义安矿深孔预裂爆破增透技术研究

介绍了高瓦斯低透气性煤层深孔爆破增透技术的钻孔布置、爆破及工艺设备等具体参数。深孔爆破后,增大了钻孔瓦斯有效抽放半径和高瓦斯煤层透气性,成倍地提高了瓦斯抽放率;而且降低了煤与瓦斯突出的威胁性,在解决高瓦斯突出煤层采掘工作面瓦斯超限与瓦斯突出方面取得了一定的效果。     

高瓦斯低透气性煤层深孔爆破增透技术

通过理论分析和芦岭煤矿Ⅱ1048工作面现场工程试验,给出了高瓦斯低透气性深孔爆破增透技术的基本原理、钻孔布置、爆破及工艺设备等具体参数。深孔爆破后,增大了钻孔瓦斯有效抽放半径和高瓦斯煤层渗透性,成倍地提高了瓦斯抽放率,而且降低了煤与瓦斯突出的危险性,从而有效地解决了高瓦斯突出煤层采掘工作面瓦斯超限和煤与瓦斯突出问题。     

深孔预裂爆破技术在井筒揭煤中的应用研究

针对淮南矿区井筒揭穿低透气性突出煤层施工周期长,很大程度上制约矿井采掘接替等问题。提出了利用深孔预裂爆破技术,增加煤体透气性,提高瓦斯抽采量,缩短井筒揭煤时间的新方法。主要研究了深孔预裂爆破煤层增透防突的作用机理,模拟分析出某矿第二副井13-1煤层的爆破松动半径为4m,优化设计了井筒揭煤钻孔布置方案;现场考察了深孔预裂爆破煤层增透后瓦斯抽采纯量较爆破前增大了4倍,提高了煤层瓦斯抽采率,从而使井筒揭13—1煤层时间缩短至32d。     

略论深孔松动爆破防止突出

煤和瓦斯突出是矿井安全生产的一大灾害。实践证明,频繁的较大强度的煤巷掘进突出,不仅可能造成瓦斯窒息、爆炸及煤流埋人等重大事故,而且直接影响掘进速度。因此,分析和研究煤巷掘进时的煤和瓦斯突出及其防治措施,对煤矿的安全生产意义十分重大。本文对深孔松动爆破防突原理及其应用、爆破参数及工艺、爆破效果检查等做了一些分析和探讨。 一、深孔松动爆破防突原理 预防煤和瓦斯突出的主要技术措施有:开采解放层、预抽煤层瓦斯、煤层注水、水力冲孔、超前钻孔、多排钻孔、震动放炮及深孔松动爆破等。深孔松动爆破是一项较为有效的,适应性强而又易于采用的煤巷掘进局部防突措施。所谓深孔松动爆破是在进行普通放炮时,同时爆破几个7～10米以上的深炮孔,破裂与松动深部煤体,使应力集中带和高压瓦斯带移向深部,以便在工作面前方造成较长的卸压区和排放瓦斯区,从而使突出得到抑制。深孔松动爆破前后工作面应力分布如图1所示。     

复杂地质条件下工作面瓦斯综合治理技术实践

中马村矿二1煤属于严重煤与瓦斯突出煤层,27011工作面原煤瓦斯含量高,煤层赋存不稳定,煤层分叉且煤质酥软。根据不同区段的瓦斯地质特征,通过顺层交叉钻孔、"穿层"钻孔及利用"穿层"钻孔进行水力冲孔等区域措施,结合松动爆破、浅孔抽放等局部措施,消除了回采工作面的突出危险,杜绝了瓦斯超限,实现了工作面的安全快速回采。     

淮南矿区煤与瓦斯共采技术的创新与发展

淮南矿区具有低透气性、强吸附性、高瓦斯煤层群赋存特征,针对深部瓦斯灾害日趋严重情况下煤矿面临的安全与效益2大生存问题,通过采用卸压开采抽采瓦斯理论,攻关煤层顺层钻孔"一孔两消"和顶板高位钻孔"以孔代巷"技术,把传统的巷道加钻孔式抽采瓦斯方法优化为钻孔式抽采瓦斯方法,创新煤与瓦斯共采新模式。结果证明:新模式抽采瓦斯效果不仅满足安全生产需要,而且取消了顶、底抽巷,节省了穿层钻孔,降低瓦斯治理成本在30%以上。并针对更深部煤层全部升级为强突出煤层开采条件,引进石油工业侧钻水平井、分支水平井等地面钻井施工技术与工艺,提出地面钻井实现煤与瓦斯共采新方案。     

浅孔中压水力割缝与交叉钻孔抽放瓦斯综合防突技术

针对平行钻孔抽放瓦斯与浅孔松动爆破不能有效解决煤与瓦斯突出问题,在己15 -21270回采工作面开展了浅孔中压水力割缝与交叉钻孔抽放瓦斯综合防突技术的试验研究。结果表明该项技术可增大煤层透气性,提高瓦斯抽出量,并使顶板集中应力区前移,有效地防止了煤与瓦斯突出危险。     

水压爆破造缝提高煤层瓦斯抽放率技术

为了开采峰峰矿务局牛儿庄矿2#煤,在该矿野青底板巷道中向2#煤层打穿层钻孔进行水压爆破的工艺技术试验;分析了水压爆破致裂、传统水力压裂和传统爆破造缝各自的特点以及水压爆破致裂煤体的机理;观测了爆破前后钻孔瓦斯流量的变化和钻孔自然流量的衰减规律。试验结果表明钻孔水压爆破可以有效地提高煤层的透气性,爆破前后钻孔的自然流量提高3倍以上。     

控制预裂爆破消突技术在高突掘进工作面的应用

针对具有严重煤与瓦斯突出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,采用理论分析和现场工业性试验相结合的方法,分析了穿层深孔控制爆破技术的卸压增透和防突机理,分析了爆破前后地应力的转移、变化情况和爆破的有效影响半径,确定了巷道钻孔预裂爆破卸压技术参数和工艺,考察了穿层深孔预裂爆破的卸压增透和防突效果。研究结果表明,采用高位穿层孔深孔预裂爆破技术,增加了煤层透气性,提高了钻孔的利用率和瓦斯抽放效果;保证了煤巷的安全快速掘进。     

深孔预裂爆破在工作面瓦斯抽采中的应用

针对候村煤矿3605工作面因煤层透气性差导致本煤层顺层钻孔瓦斯抽采浓度低、预抽时间长等问题,采取深孔预裂爆破对煤层进行致裂增透,通过工程实践及效果对比表明：采用深孔预裂爆破后的顺层钻孔平均瓦斯抽采浓度由30.2%提高到56.7%,抽采浓度降至5%以下用时由185 d降至91 d,综合评估瓦斯抽采效率提高一倍。     

高瓦斯低透气性煤层石门揭煤卸压爆破试验

针对高瓦斯低透气性突出煤层石门揭煤过程中,采用传统的密集排放钻孔防突措施的消突效果较差,钻孔工程量大等问题,提出了用深孔控制爆破以释放煤体所积聚的弹性能,从而达到增透卸压强化抽放的目的.从断裂力学和爆炸力学的角度,分析了深孔控制爆破的防突作用机理,论述了控制爆破的施工工艺与技术参数的确定原则和方法.试验结果表明,在低透气性高瓦斯煤层中采用深孔控制爆破局部措施,能够提高煤层透气性,大幅度改善预抽瓦斯效果,对应力集中的煤体起到卸压作用,从而有效避免煤与瓦斯突出或降低煤层突出危险性,达到安全、高效揭煤的效果和缩短揭煤工期的目的.     

几种煤矿井下瓦斯抽放方法

介绍了高位水平钻孔、高位穿层钻孔、邻近层、本煤层 (交叉钻孔、卸压区抽放、深孔预裂爆破 )、上隅角、顶板老空区、密闭老空区抽放等 9种煤矿井下瓦斯抽放方法和效果     

深孔控制预裂爆破增透试验研究

为增加煤层透气性、提高瓦斯抽采效率,试验研究了深孔控制预裂爆破技术。介绍了深孔控制预裂爆破的增透机理及效果考察方案,从钻孔瓦斯抽采量、钻孔附近煤体透气性系数、百米钻孔瓦斯流量、百米钻孔瓦斯抽采率和工作面掘进速度等方面,现场考察、比较了预裂抽放钻孔、普通顺层预抽钻孔的抽采效果,结果表明:实施深孔控制预裂爆破措施后,前12天钻孔瓦斯抽采量明显增加,煤层透气性系数增加了6.9倍,百米钻孔瓦斯流量提高了4.218倍,百米钻孔瓦斯抽采率提高了1.88倍,工作面掘进速度有了明显的提高。     

低透气性突出煤层巷道快速掘进的试验研究

针对在低透气性突出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,提出了深孔预裂控制爆破和巷帮钻孔边抽边掘相结合的综合防突技术,研究了深孔预裂控制爆破技术的作用机理,阐述了深孔预裂控制爆破技术的工艺流程和巷帮钻孔的布置参数.研究表明：在低透气性突出煤层中采用深孔预裂控制爆破和巷帮钻孔边抽边掘相结合的防突措施,可有效地消除激发突出的应力和煤体结构的不均匀性,提高煤体强度和煤层透气性,使巷帮钻孔瓦斯抽放量大幅度地提高,增大了煤体抑制突出的阻力,能有效地预防和消除在掘进过程中煤与瓦斯突出的危险性,且提高巷道掘进速度3～4倍.