煤层注水的防突机理分析

应用关于突出机理的球壳失稳理论分析了煤层注不的防突中的作用，结果表明，煤层注水的防突作用不在于水分对煤层内瓦斯的封堵，而在于煤层注水降低了硬煤分层的强度，增加了硬 煤分层的塑性由此导致整个煤层软化，工作面前方产生一个较长的破裂带和卸压带，使得具有突出危险的软分层内瓦斯能够在暴露前提前释放，因此，注水钻孔应该布置在硬煤分层内，并使硬粉分层内水分均匀渗透，才能获得较好的防突效果。     

梁北矿单一厚煤层防突技术及管理

根据梁北矿二.煤的特点,确定防突措施方案.在突出煤层的软分层中施工卸压排放钻孔(密集钻孔)形成卸压槽,使采掘作业控制范围内应消突的突出煤体的突出危险性降低或消失.通过在采、掘工作面采用综合防突体系及有力的保障措施,有效治理了瓦斯突出灾害,确保了安全生产.     

钻孔测井曲线判识构造软煤的研究

根据结构煤的相关物性差异,探索钻孔测井曲线,在利用测井曲线的基础上,判识构造软煤,进而预测了煤与瓦斯突出危险区域,识别结果初步查明研究区煤层构造软煤分层分布和瓦斯突出区预测的宏观规律。     

梅河二井煤与瓦斯突出危险性评价

依据《防治煤与瓦斯突出细则》规定的预测煤与瓦斯突出危险性指标的临界值,结合煤层瓦斯基础参数,分析指出梅河二井第三水平( 65～-50m)12煤硬分层无煤与瓦斯突出及12煤软分层有煤与瓦斯突出危险性,为矿井防治煤与瓦斯突出提供了依据。     

复合煤层物性差异性试验研究

煤层的物性特征与煤与瓦斯突出、煤层瓦斯含量密切相关,为降低复合煤层的煤与瓦斯突出的危险性、煤层瓦斯含量,分别采用低温液氮吸附试验、压汞试验、甲烷等温吸附/扩散试验对焦作矿区复合煤层中的软硬煤物性差异性进行研究。结果表明:软煤的BJH孔容及BET比表面积均大于硬煤;构造作用可使一部分可见孔或裂隙转化为中大孔,硬煤的孔隙联通性比软煤的孔隙联通性好。软煤中一端开放的细颈瓶型孔占的比例较大,造成软煤的退汞效率低,这是软煤易发生煤与瓦斯突出的重要原因之一;软煤的吸附常数a值稍大于硬煤,而比表面积却有显著差异,孔隙中吸附瓦斯不仅与比表面积有关,还与孔径大小、吸附层数及兰纳-琼斯势能有关;软煤的扩散系数大于硬煤,其衰减得比硬煤快,扩散系数与时间呈现出时变特性;在软硬分层进行现场取心实测煤层瓦斯含量时,应以软分层漏失量最小为基准采取抑制瓦斯漏失的措施,以实现煤层瓦斯含量的准确测定;在软分层进行瓦斯抽采时应适当加长抽采时间、减小钻孔间距,达到软分层消突效果。软硬分层的瓦斯含量与软硬煤的水分、孔隙率相关,孔隙率越大游离瓦斯含量越大,平衡水分抑制煤体瓦斯吸附,平衡水分越大其吸附量越小。如果软分层的瓦斯含量大于硬分层的瓦斯含量,在进行瓦斯抽采效果检验时,软分层是首选检验对象;如果软分层的瓦斯含量不大于硬分层的瓦斯含量,在进行瓦斯抽采效果检验时,软分层和硬分层应同时作为检验对象。     

煤层软硬分层吸附瓦斯性能差异性及其对瓦斯赋存的影响

为研究煤层软、硬分层吸附瓦斯性能差异性及其对瓦斯赋存的影响,分析了煤层内软分层的形成机理及结构特征,采集了我国多个煤与瓦斯突出矿井的煤样作为试验对象,应用高压容量法开展了软、硬分层煤样吸附瓦斯性能参数的对比试验,探讨了软煤、硬煤吸附性能的差异性。在此基础上,对煤层软、硬分层吸附瓦斯性能差异性与瓦斯赋存特征之间的关联进行了研究,结果表明:试验煤样软分层的极限吸附量均大于硬分层;随着瓦斯压力的增加,试验煤样软、硬分层瓦斯含量的差值逐渐增大,其曲线的变化特征与Langmuir方程类似,并且软、硬分层瓦斯含量数值的差异主要由吸附量差值构成;煤层软、硬分层吸附瓦斯性能的差异不仅对煤层原始瓦斯赋存特征有着显著的影响,同时还将影响煤巷掘进、瓦斯抽采过程中煤体内瓦斯流场的分布规律,需要根据煤层软、硬分层的组合特点,制订切实有效的瓦斯抽采技术方案。     

煤与瓦斯突出后煤体高温的原因分析及防治措施

安阳矿务局龙山煤矿13061下顺槽于1991年11月25日9时30分,在403.5米处,放炮引起煤与瓦斯突出。突出煤量82吨,瓦斯涌出量15525米~3,在清理突出煤的过程中,发现煤体高温(85℃),此现象国内罕见。该工作面突出前执行超前密集钻孔防突措施。在超前密集钻孔控制范围内进行煤巷掘进时,瓦斯忽大忽小,偶尔听到煤炮声响,有时煤壁向外鼓等。工作面煤的结构也发生变化,软分层增厚,煤质松软,光泽暗淡。在工作面取煤样进行分析。分析结果是:△P为28.1,f值为0.77,K值为35.8,C值为16.1％。根据上述指标该地点预测预报为有突出危险。     

突出矿井煤层软分层厚度预报在防突管理中的应用

以矿井实际情况论证矿井地质构造对煤层软分层的控制作用,得出软分层分布规律,结合软分层与瓦斯突出危险性指标联系,进而预测矿井瓦斯突出危险性区域分布。     

防突密集浅孔布孔方式的改进初探

本文分析了尚庄煤矿明突密集浅孔所存在的问题，提出了将钻孔布置在软分层内的新型布孔方式，并且将这两种布孔方式进行了比较，可以看出新型的布孔方式无论是掘进速度，还是掘进正规循环率都高于传统密集浅孔布孔方式，有很强的适应性．     

高压脉冲水射流顶底板钻孔提高煤层瓦斯抽采率的应用研究

在分析松软煤层中钻孔塌孔、硬分层中成孔机理的基础上,提出利用高压脉冲水射流在硬分层或顶底板中钻孔,切至软分层提高瓦斯抽采率的新钻孔工艺。并基于高压脉冲射流破煤岩动力特性,分析计算了射流在松软煤层中切缝所需的射流压力及流量;研制出钻孔、切缝系统装置及工艺。在四川某煤矿的松软煤层进行了现场试验,应用结果表明钻孔深度是本煤层钻孔深度的2.7倍,平均单孔瓦斯的抽放纯量为0.19~0.26 m³/min,是采用原工艺钻孔的5.2倍以上。     

突出煤层回采工作面综合消突技术实践

为了快速消除回采工作面区域煤体的突出危险性,同时降低巷道掘进期间回风流中的瓦斯浓度,提出了交叉钻孔与网格钻孔相结合的综合抽采技术措施。在九里山矿16021回采工作面的试验结果表明：在采取综合技术措施后,16021回采工作面突出危险性预测超标率为零,16021运输巷回风流瓦斯体积分数由未实施综合技术措施前的0．8％降至0．4％,与本煤层顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯相比,抽采消突时间能够降低1／3以上,可见交叉钻孔与网格钻孔相结合的综合抽采技术措施是可行的。     

突出危险采煤工作面消突试验研究

为了在煤与瓦斯突出矿井厚煤层开采中应用放顶煤工艺技术,在鹤壁煤业集团公司五矿3302工作面采用了本煤层密集钻孔和穿层孔综合抽放瓦斯的消突技术,吨煤抽放钻孔量达到0.08m以上,采前瓦斯抽排率达到42.9%,采前残存瓦斯含量明显低于矿井始突点煤层瓦斯含量.采用单项指标法、综合指标法和残余瓦斯含量法对采前突出危险性进行评价,评价结论为无突出危险.据此采用放顶煤工艺进行生产,直至工作面回采结束,杜绝了煤与瓦斯突出事故.     

松软突出煤层打钻技术

针对松软突出煤层瓦斯抽放钻孔施工深度浅、成孔率低等难题,通过优选施工钻具,改进排渣方式和适当的技术参数入手,提高了钻进深度,成孔率大幅度提高,取得了较好的效果。     

松软突出煤层工作面瓦斯治理实践

针对临涣煤矿松软突出煤层工作面顺层钻孔施工遇到的问题,在改进钻进装备、钻进工艺后,钻孔进尺效果仍不理想的情况下,根据工作面煤层赋存状况,重点从瓦斯治理工程方面进行方案调整,创新性采用高位钻场内施工顶板穿层钻孔预抽、工作面面内大功率钻机施工超前卸压排放钻孔等一系列消突措施,多措并举,避开了松软突出煤层顺层钻孔施工遇到的瓶颈,消除了煤层突出危险性,保证了工作面的安全回采,取得了良好的治理效果。     

淮北矿区瓦斯突出煤层煤层气抽采技术

本文根据淮北矿区实际，提出并分析研究了淮北矿区突出煤层采掘工作面煤层气抽排技术。矿区主要选择了突出煤层巷帮“边掘边抽”与掘进工作面前方短孔排放相结合的抽排技术，双层钻孔与采煤工作面风巷布置抽排钻孔成“3高2低”，高层钻孔用于抽放拦截被保护层的高浓度瓦斯，低层钻孔用于抽放本煤层采空区的遗留瓦斯。结合地面钻孔及老塘埋孔抽排，达到消除突出煤层开采危险的目的。     

TWY突出危险预报仪的研制

介绍了ＴＷＹ突出危险预报仪的构成、功能、测量原理及应用情况。该仪器主要通过测量钻孔瓦斯涌出初速度、瓦斯涌出衰减系数和解吸瓦斯压力等指标，综合判定瓦斯突出危险性。     

石门快速揭煤技术的研究

研究了补注氮气快速测定瓦斯压力、优化钻孔设计缩短钻孔施工时间、扩孔技术运用提高煤层透气性、瓦斯强力抽放消除突出危险性、远距离遥控爆破安全揭开煤层等关键技术。实际应用达到了无突出、无安全事故、快速揭煤的目标。     

马池煤矿煤与瓦斯突出危险工作面消突措施及评价分析

 鉴于11041工作面是煤与瓦斯突出危险工作面,在该工作面上采取了顺层钻孔预抽煤层瓦斯的防突措施,吨煤抽放钻孔量为0.16m/t,瓦斯预抽率达34.72％,采前残存瓦斯含量明显低于临界值。采用单项指标法、综合指标法、残余瓦斯含量法、吨煤抽放钻孔量和煤层瓦斯预抽率对该工作面采前突出危险性进行评价,评价结论为无突出危险性,这为该工作面回采过程中制订安全技术措施提供了重要的科学依据。     

全程筛管护孔技术在高位瓦斯抽采钻孔中的应用

大水头煤矿属高瓦斯突出矿井,为“三软”厚煤层,东106工作面受断层牵引带影响,地应力叠加区域,瓦斯及矿山压力大。通过分析工作面推进度与采空区冒落带、裂隙带、弯曲下沉带的关系,合理设计了高位抽采钻孔。根据综放工作面周期来压对高位钻孔的影响,采用全程筛管护孔技术使钻孔得到有效支护,避免了塌孔现象的发生,保证了高位抽采钻孔的有效搭接,瓦斯治理效果、成本、施工效率等方面均优于传统抽采钻孔,在煤矿瓦斯治理方面有一定的推广意义。     

深部高瓦斯煤层大巷揭煤区域防突技术

针对顾北矿南翼轨道大巷揭煤问题进行了区域性防突技术与应用研究。首先由巷道掘进工作面向前方钻孔,探测工作面前方煤岩体赋存情况|其次通过监测瓦斯压力和瓦斯含量及煤体强度的方法对煤体的突出危险性进行了预测,确定了巷道工作面前方煤体为突出煤体|提出了地面与井下联合洗煤的区域防突技术,对顾北矿南翼轨道大巷进行了消突,并对区域消突效果进行了检验,最终顺利实施了大巷揭煤。研究结果表明,地面和井下联合洗煤区域防突技术,有效地防止了煤与瓦斯突出现象的发生,具有较高的社会效益和推广应用价值。