二次封孔套管测压技术研究及应用

煤层瓦斯压力是煤层瓦斯参数的重要指标,其大小直接决定着相关瓦斯防治措施的制订和实施。为解决封孔漏气问题,综合各种封孔测压技术,提出了二次封孔套管测压技术,该技术采用一次钻孔到煤层底板后全段带压注浆封孔,然后原地开孔穿透煤层至顶板,再下套管注浆封孔,在套管内安装测压管,可有效封堵钻孔周围裂隙,提高测压气室密封效果。现场应用表明,与水泥砂浆封孔对比,二次封孔套管测压技术在相同的地质单元施工参数相同的钻孔所测煤层瓦斯压力值更高,说明该技术更好,测压准确率高。     

复杂地质条件下煤层瓦斯压力测试技术

针对裂隙发育顶板封孔难的问题,分析了水泥砂浆封孔技术的局限性。比较2类带压封孔技术,选用"两堵一注"封孔器封孔方法,阐述了封孔原理,并介绍了封孔工艺。现场测压结果准确地反映11-2煤层瓦斯压力,解决了裂隙发育条件下穿层孔封孔测压难题。     

上行含水钻孔精准测压新技术

针对目标煤层含水、渗水、顶板易破碎等复杂地质条件下真实瓦斯压力测定困难的现状,分析上行测压钻孔不同含水情况给测定结果造成的影响,发现若测压钻孔水量过大或出现塌孔,通过剔除水压得到的修正压力值将出现偏差,由此设计了以"高低位双测压管"测压技术及"两堵一注"快速注浆封孔装置的为核心测压体系。经过分析研究,并在郑煤集团振兴二矿进行现场测试,结果表明:该测压体系能够有效排除钻孔含水、塌孔等现象对测压准确性的干扰,为准确测定复杂地质条件下煤层瓦斯压力提供了整套技术方法。     

涌水条件下的上向穿层钻孔瓦斯测压修正方法

为了探究涌水条件下的上向穿层钻孔孔内水对煤层瓦斯压力测定结果的影响,基于两堵一注水泥砂浆封孔工艺能够很好地封堵上向钻孔中煤层底板的岩石裂隙段,提出了一种向煤层顶板岩层中在打一上向穿层钻孔测煤层顶板的纯水压力,并根据顶板水压大小和伯努利方程对煤层瓦斯压力测压结果进行修正的方法。通过对上向穿层钻孔周围煤体水压力和瓦斯压力分布规律以及煤体周围瓦斯的运移规律进行分析,结合现场实测瓦斯压力数据,得出涌水条件下的上向穿层钻孔测压结果主要受煤层瓦斯压力和顶板水压力影响,根据此规律采用测顶板水压的方法剔除钻孔内水压和顶板水压对测压结果的影响,从而得到真实的煤层瓦斯压力。在界沟煤矿7^-1煤层进行现场试验,并根据该钻孔水压修正公式修正的瓦斯压力与实测真实的煤层瓦斯压力对比分析,两者绝对误差小于0.03 MPa,验证了该修正公式的可靠性,对类似涌水条件下的煤层瓦斯压力测定具有一定的借鉴作用。     

坚硬顶板深孔预裂爆破参数优化数值模拟研究

深孔预裂爆破是弱化坚硬顶板的一种有效方式,预裂爆破参数的选择对顶板弱化效果有很大影响。以山西某矿22205厚煤层坚硬顶板综放工作面的具体工程地质条件为背景,采用基于Hoek-Brown强度准则的岩体深孔预裂爆破影响区等效连续力学参数估算方法,运用FLAC3D软件建立了坚硬顶板深孔预裂爆破的三维数值计算模型,研究了不同的爆破孔距开切眼距离、爆破孔深度等关键参数对坚硬顶板初次来压的影响规律。在此基础上,合理设计优化了22205综放工作面坚硬顶板的深孔预裂爆破方案与参数,并进行了现场工程实践。现场矿压监测结果表明,采用深孔预裂爆破技术后,坚硬顶板的初次来压步距减小了约20m,显著改善了坚硬顶板来压期间的安全状况,保障了工作面的正常安全生产。     

坚硬顶板工作面顶板动态预报与支护质量监测

介绍了坚硬顶板工作面顶板监测的测区、测线的布置与监测内容和方法。根据监测数据分析得出了工作面压力分布规律、直接顶和老顶来压步距和来压前预兆。为工作面顶板管理及今后相同地质条件下的煤层开采提供有利的依据。     

综放面初采强制放顶深孔爆破技术

官地矿为高瓦斯矿井,中八区28416工作面采用"采9放8"综采放顶煤开采方式,工作面顶板坚硬,初采期间初次来压步距较大(一般情况为30m左右),且8#煤为易自燃煤层(发火等级为Ⅱ类),通过确定深孔爆破炮孔布置参数,采用深孔爆破技术进行强制放顶。实践证明,强制放顶深孔爆破技术减小了顶板初次来压步距,降低了顶板初次来压强度,工作面推进16m时,顶板全部跨落,采空区充填严实,保证了初采期间的安全生产。     

8605工作面坚硬砂岩顶板深孔预裂爆破卸压技术研究

煤峪口矿8605回采工作面顶板为厚硬砂岩顶板,采面推过后不能及时垮落,在悬露顶板作用下工作面矿压显现强烈、支架工作阻力增高、煤壁片帮破坏。针对以上难题,提出深孔预裂爆破技术对顶板进行卸压,设计了深孔预裂爆破参数。应用效果表明:采取深孔预裂爆破措施后,随着工作面推进不再出现顶板悬露现象,工作面来压平稳,支架工作阻力在可控范围内。     

综放工作面厚层坚硬顶板深孔预裂爆破技术研究

以综放工作面厚层坚硬顶板为工程背景,针对顶板开采过程中大面积悬顶及强矿压显现,提出了深孔爆破预裂顶板技术,分析了爆破破岩分区、致裂机理和钻孔及爆破工艺合理参数。确定了现场爆破方案,在工艺巷两帮及顶板实施深孔预裂爆破。该技术在预裂顶板与减缓强矿压显现方面取得了良好的技术效果,实现了综放工作面安全高效开采。     

朱仙庄煤矿特厚煤层变间距覆岩坚硬顶板控制技术

煤层的巨厚坚硬顶板滞后垮落对采煤工作面矿压显现具有重大影响,通常采取超前预裂措施降低顶板悬跨长度。以淮北矿业集团朱仙庄煤矿８８３－１ 工作面覆岩巨厚砾岩顶板治理为背景,针对工作面煤层与巨厚砾岩之间的距离变化特点,划分了巨厚顶板重点控制区域.在特厚煤层覆岩层位结构分析的基础上,得到了覆岩给定载荷,分析了层间距变化对采场矿压的影响,确定了覆岩控制目标层,设计了炮孔空间布置参数.采用高性能煤矿水胶炸药配合多向聚能管和注浆封孔工艺,对煤层的坚硬顶板实施了深孔爆破,取得了良好的坚硬顶板爆破致裂效果,采场巷道围岩变形及工作面矿压显现得到了有效控制。     

煤层为主含水层矿井水害防治技术研究

煤层为主含水层是一种特殊的地质条件,极易造成突水等水害事故。本文以小纪汗煤矿为例,在分析矿井水文地质条件和煤层富水特征的基础上,研究了煤层为主含水层的地质成因,并建立了矿井水害防治体系。研究表明:顶板砂岩遇水松散且裂隙易于封闭、煤体渗透率高、煤层裂隙发育以及丰富的裂隙水补给是煤层为主含水层的主要地质成因;建立了煤层揭露时"地面疏水,井下排水,注浆封堵"结合、巷道掘进时"拉顶泄压,水仓集水,集中排放"和工作面回采时"提前排水,矿压控制"的综合水害防治技术体系。研究成果在小纪汗煤矿11203工作面进行了工程应用,应用效果良好。     

极软易燃特厚煤层综采放顶煤工作面初采实践

淮北矿业集团朱仙庄煤矿初采期间解决了煤壁片帮、漏顶技术和支架设备下滑问题,实现了极软、易燃、特厚煤层综采放顶煤工作面的高产高效。文章介绍了极软、易燃、特厚煤层综采放顶煤工作面设备的选型与配套,对综采放顶煤工作面矿压显现规律、瓦斯防治技术和防灭火新技术进行了研究。     

近距离煤层下层综放工作面压架机制研究

以大佛寺煤矿40109综放工作面在近距离煤层重复采动过程中出现的压架事故为研究对象,利用顶板灾害监测预警系统掌握40109工作面在回采过程中周期来压规律,结合40109工作面工程地质条件分析以及顶板涌水情况可知,上煤层回采扰动、下层厚煤层开采以及矿井水侵蚀造成的40109老顶破断-失稳是压架事故发生的主要原因。后期通过加强对40109综放工作面顶板的合理管理,有效预防了压架事故的发生,保证了该工作面的安全快速回采。     

精确疏放唐家会矿煤层顶板砂岩水技术

顶板砂岩水是唐家会煤矿6号煤层开采过程中的主要灾害之一。利用长距离水平定向钻技术代替常规钻进技术精确有效地疏放62103工作面6号煤层顶板砂岩水,共施工3个定向长钻孔,总进尺2535 m,单孔最大深度966 m,单孔最大涌水量130 m³/h,累计疏放水量13万m³,高效地消除了煤层顶板水害隐患,缩短了开采准备时间,为巷道掘进与工作面回采提供了安全保障。     

浅孔注水在滑动构造下“三软”煤层煤巷掘进工作面的应用

分析了煤层浅孔注水的作用与机理,并根据告成矿井田的煤层地质条件,确定了注水参数和注水工艺,使得该矿在煤巷掘进过程中的顶板管理取得了良好效果。     

城郊煤矿大深度中厚煤层切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术研究

依据21304工作面大深度中厚煤层的具体工程地质条件,对切顶卸压自成巷技术进行了研究,并配套研发出相关实用的关键技术。主要研究了深部工程地质条件,大深度中厚煤层恒阻大变形锚索支护机理及关键技术,大深度中厚煤层预裂爆破切缝机理及关键参数设计,大深度中厚煤层切顶卸压自动成巷工艺及设备配套,大深度中厚煤层切顶卸压远程监控系统设计及矿压显现规律,大深度中厚煤层切顶卸压岩石碎胀规律,研究改变传统的开采模式,提高资源采出率,缓解采掘接替紧张局面,为工作面瓦斯治理和防治水工程开展赢得时间。     

普放工作面坚硬煤层的顶板管理

通过富力煤矿-310南11层二区开采实践,分析了普通放顶煤工作面顶板失稳的原因,针对顶煤坚硬不利地质因素,总结出普通放顶煤工作面成败在于顶煤冒放性,为放顶煤提供了理论基础;采取了在上下两巷高压注水预裂为主,辅以顶煤岩深、中、浅孔预裂爆破及增加工作面支护强度整套措施,有效地减小了来压步距,减缓了来压强度,防止了厚层难冒顶板大面积冒落,保证了采面的安全生产。     

超化煤矿“三软”煤层回采工作面瓦斯治理技术

对超化煤矿主采的山西组二1煤层在工作面回采过程中采取的高抽巷瓦斯抽放技术、顶板岩石钻孔抽放技术、上隅角抽放、煤层注水等技术手段及其效果进行了系统的分析和总结,以期能够对矿井今后在瓦斯治理方面起到指导作用,也可供类似条件的矿井参考。     

采空区下煤层开采覆岩破坏规律数值模拟

基于古书院矿煤层的实际地质资料,利用RFPA2D分析软件对采空区下15#煤层开采覆岩破坏进行了模拟,观察开采后15#煤层坚硬顶板的裂隙发育状况,研究采动覆岩中三带的发育高度,并对结果从采场上覆岩层移动破坏规律、15#煤层顶板位移及应力变化特征方面进行了分析。通过对15#煤层三带分布研究,编制矿井冒落带和导水裂隙带高度的等值线图,确定15#煤层的导水裂隙带最大发育高度,预测在15#煤层回采过程中,9#煤层采空区积水下渗的可能性。根据裂隙发育情况,结合顶板岩性,为15#煤建立抽放系统、治理瓦斯的论证提供依据。     

急倾斜厚煤层水平分段放顶煤开采顶板和顶煤运移规律研究

在急倾斜煤层放顶煤开采过程中,顶煤和顶板的活动规律是非常复杂的。通过对顶煤和顶板的破坏和运移规律的研究,可有助于确定顶煤的可放性,控制工作面端面冒顶和煤壁片帮,确定合理的放煤参数;有利于进行急倾斜厚煤层顶板的合理维护以及掌握矿压规律,指导生产。就开滦集团赵各庄矿在急倾斜厚煤层采用水平分段开采过程中的现场观测,探讨顶煤和顶底板运移。