保护层工作面煤气共采技术实践

通过谢一矿5121B10工作面突出危险性小的B10煤层作为上伏B11b、下伏B9b严重突出危险煤层保护层开采实践,在研究保护层采煤工作面回采瓦斯涌出的基础上,针对邻近层卸压瓦斯涌出量大的实际,对保护层工作面采用沿空膏体快速充填留巷的Y型下行通风方式,研究了本层瓦斯排放和邻近层卸压瓦斯立体抽采方式,考察了保护层开采被保护层煤层膨胀变形率,分析了保护层开采对被保护层的卸压保护效果,考察了保护层工作面瓦斯浓度分布规律及被保护区区域防突措施效果.经考察,保护层工作面回采被保护层卸压及瓦斯抽采效果明显,保证了保护层工作面安全高效回采,实现了邻近层的本质消突,达到了近距离煤层群煤气共采,为矿井区域性瓦斯治理提供了技术依据与支撑,对淮南矿区及其类似条件矿井提供了示范作用.     

祁东煤矿突出煤层群上保护层煤气同采集成技术

根据祁东矿突出煤层群赋存特点,依托上保护层7122综采面,研究具有突出危险的煤层群上保护层采煤工作面的煤气同采技术,创新煤层群开采上保护层采煤面的瓦斯治理集成技术,并研究被保护9煤层穿层钻孔抽采卸压瓦斯与上保护层采煤面回采的时空关系,为提高穿层钻孔抽采卸压瓦斯效率提供技术支持.在采用合理的瓦斯治理集成措施后,7122综采面顺利回采的同时,还得到需要的被保护层安全煤量和大量的卸压瓦斯,达到了煤气同采,提高经济效益的目的.     

上保护层开采卸压时空效应及被保护层抽采钻孔优化研究

采用理论、数值模拟综合方法,研究了中远距离上保护层开采底板应力场演化、分布规律,发现上保护层长壁式开采采空区底部煤岩层倾斜方向呈凹形、走向平面呈"O"形的卸压球壳,卸压角在其切眼或终采线附近隅角处最小,底部被保护范围煤层的中部卸压效果比两侧的卸压效果佳,即被保护范围煤层倾斜中部的抽采半径比两侧的抽采半径要大;在走向上被保护层卸压滞后保护层采煤工作面一定距离,可以此研究成果指导被保护层钻孔瓦斯抽采工作。     

丁集矿下保护层开采卸压保护范围研究

为了防治丁集煤矿主采13-1煤层发生煤与瓦斯突出,依据13-1煤层存在的高瓦斯、高应力条件,采用数值模拟、理论计算及现场测定等方法,分析了丁集煤矿下保护层开采卸压保护范围,并采用保护层开采和地面钻井抽采被保护13-1煤层卸压瓦斯技术进行瓦斯治理,结果表明,在保护层工作面回采完毕并稳定之后,开切眼前方50m到工作面后方60m的范围内存在较为稳定的卸压效果,被保护层的卸压保护角沿走向为60°,沿倾向为78°和82°;经现场对煤层瓦斯基础参数测定、观测及抽采效果分析,测定的卸压保护范围与数值模拟的数据基本吻合。     

近距离煤层群首采关键卸压层工作面瓦斯综合治理技术

近距离煤层群首采关键卸压层开采后,由于层间距较小,采动卸压后被保护煤层透气性增大数百到数千倍,卸压煤层产生采动裂隙,其相互贯通并与保护层采空区连通,导致被卸压保护煤层解吸瓦斯大量涌向保护层开采空间,造成首采保护层工作面的瓦斯治理更加困难。以淮南新庄孜煤矿近距离煤层群首采关键卸压层62114工作面开采为例,采用沿空留巷Y型通风煤气共采技术,提出并实施了被卸压保护煤层综合抽采瓦斯技术,工作面瓦斯抽采率超过80%,回风流瓦斯浓度低于0.6%,实现了高瓦斯煤层群煤与瓦斯的安全高效共采。     

沙区矿保护层卸压瓦斯抽采技术研究

为防治沙区矿近距离煤层群瓦斯,研究了保护层卸压瓦斯运移规律,根据卸压瓦斯赋存特点,设计了保护层卸压瓦斯综合抽采技术:通过保护层本煤层钻孔抽采本煤层卸压瓦斯;通过顶板高位钻场钻孔抽采顶板裂隙富集瓦斯;通过沿空留巷墙体埋管抽采下煤层群卸压瓦斯。监测结果表明:被保护层煤层经卸压开采后,瓦斯抽采效果明显改善;保护层回风巷瓦斯浓度由0.58%降低至0.40%;经有效管理,沿空留巷埋管瓦斯抽采效果得到好转;保护层工作面瓦斯抽采纯量稳步提高,平均瓦斯抽采量为19.44 m~3/min,瓦斯抽采效果良好。     

近水平中近距离煤层群煤与瓦斯协调开采技术研究

以下峪口煤矿中近距离煤层群为研究对象,现场考察得出保护层保护卸压角,结合上保护层2#煤层赋存条件及灾害特点,对比选择密集顺层长钻孔抽采2#煤层采掘工作面,回采巷沿空充填留巷施工下向孔抽采下伏被保护层卸压瓦斯区域防突的开采方案。现场考察了卸压瓦斯抽采与工作面的时空关系,数据表明,中近距离上保护层开采期间,采动影响能够有效卸压,提高被保护层的透气性,滞后保护层工作面24～42m为卸压瓦斯最活跃区域,卸压瓦斯抽采浓度高于10%的时间约2个月。     

近距离煤层群下保护层开采卸压保护效果研究

为了防治石屏一矿近距离煤层群开采过程中存在的煤与瓦斯突出风险,运用FLAC3D数值模拟软件分析了11025下保护层开采对上覆C19主采煤层卸压保护效果。研究结果表明:平均厚度1.3 m的下保护层开采后,距离20.9 m的上覆煤层应力释放呈现很强的分区分带性,采场中部一定范围内的应力明显降低,靠近采场边缘应力增大,中心最大位移量约为440 mm。基于法向应力和膨胀变形率指标确定煤层倾向方向卸压角运输巷侧为δ1=60.4°,风巷侧为δ2=67.9°,走向方向两端卸压角δ3=δ4=58.7°。下保护层开采后,卸压范围内C19主采煤层透气性系数提高7倍,最高瓦斯抽采速率1.13 m3/min,瓦斯压力降为0,起到了良好的卸压保护效果。     

祁东矿突出煤层群上保护层煤气同采集成技术

 根据祁东矿突出煤层群赋存特点,依托上保护层7122综采面,研究具有突出危险的煤层群[1]、 [2]上保护层采煤工作面的煤气同采技术,创新煤层群开采上保护层采煤面的瓦斯治理[3]集成技术,并研究被保护9煤层穿层钻孔抽采卸压瓦斯[4]与上保护层采煤面回采的时空关系,为提高穿层钻孔抽采卸压瓦斯效率提供技术支持。在采用合理的瓦斯治理集成措施后,7122综采面顺利回采的同时,还得到需要的被保护层安全煤量和大量的卸压瓦斯,达到了煤气同采,提高经济效益的目的。     

两近三软煤层群卸压瓦斯抽采技术研究

为提高高原山区两近三软煤层群瓦斯抽采效果,以小窑沟煤矿1805工作面为研究对象,采用分源预测法预测工作面瓦斯涌出量,并针对不同的瓦斯源确定有效的抽采方法,基于卸压瓦斯抽采理论和煤层瓦斯分源治理思想,提出了两近三软煤层群多邻近层采前、采中、采后预抽和卸压抽采相结合的综合瓦斯抽采方法。结果表明:两近三软煤层群上保护层开采时被保护层卸压瓦斯以自然排放为主,采空区瓦斯是保护层工作面瓦斯抽采的重点,采取综合瓦斯抽采措施后,回采过程中保护层工作面回风巷及上隅角瓦斯体积分数由1.7%降到0.5%~0.6%,瓦斯抽采量达到90.05万m3,抽采率由39.5%提高到63.59%,C8煤层开采后C9煤层瓦斯压力由0.95 MPa降到0.18 MPa,瓦斯含量由12.51 m3/t降到2.91 m3/t,保护范围内C9煤层突出危险性被消除。     

鹤岗煤田煤层气赋存规律

鹤岗煤田主要含煤地层为上侏罗统石头河子组 ,总厚度 730～ 1310m含煤 40余层 ,可采和局部可采36层 ,含煤总厚度 2 9 46～ 85 80m。含煤系数 4 0 %～ 6 5 % ,矿区煤层埋深 2 0 0 0m以浅煤层气含量大于 4m3 /t。至保有储量界线范围内 ,煤层储量可达 40 8亿t,外围预测煤炭储量达 8 1亿t。煤类以气煤为主。煤层气含量南山、新一、兴安台矿平均值为 13m3 /t。经计算煤层气资源量达 6 31亿m3 ,因此 ,从煤层气赋存特征入手 ,深入研究本区煤层气赋存规律 ,对煤层气评价及勘探开发具有一定的意义。     

利用水力割缝提高低透气性煤层瓦斯抽放的试验研究

文章以铜川矿务局陈家山煤矿低透气性416综放工作面为研究背景,深入研究了水力割缝增强煤层透气性的作用机理,试验表明了水力割缝的确是一种提高低透气性煤层瓦斯抽放的有效措施,并具有良好的实用性和广阔的推广前景。     

裂缝的微观形态对煤层气体渗透作用影响的模拟

为了研究裂隙微观形态对煤层气运移控制作用,根据粗糙度及其各向异性因子构建3D裂隙空间,然后在单相流条件下模拟了流体的行为,进而推演宏观渗透性能,分析了裂隙表面微观几何形态对其渗透性能的影响。结果表明,具有粗糙表面的裂隙空间的渗透率低于理论模型预测结果,粗糙度分形维数越高,裂隙的渗透率会增大。     

顺层平行钻孔预抽回采区域煤层瓦斯数值模拟

为了得到采取顺层长钻孔措施和顺层交错钻孔措施的瓦斯抽放效果,建立了顺层平行钻孔预抽煤层瓦斯数学模型,并采用有限体积法模拟计算出不同时刻钻孔周围煤体瓦斯压力分布与钻孔累计抽放瓦斯量。模拟结果表明,合理的顺层单向钻孔和顺层交错钻孔布置,对于预抽回采区域煤层瓦斯均取得良好效果;顺层钻孔抽放瓦斯效果与煤层渗透率、煤层原始瓦斯压力及煤层钻孔布置密切相关。     

保护层开采穿层钻孔抽采最大化技术研究

保护层开采时,对被保护层的瓦斯治理是一项非常重要的工作。通过合理的钻孔布置,既减少了钻孔的工程量,又能提高钻孔的利用率,真正做到了瓦斯治理工作最大化、科学化。     

保护层开采与先抽后采的综采面瓦斯涌出规律

为了掌握在开采保护层与抽放煤层瓦斯前提下的瓦斯涌出规律,对南山煤矿盆底区南翼15号突出危险煤层采煤方法和瓦斯治理研究.结果表明,顶分层平均瓦斯涌出量最大,回采期间应采用了边采边抽增加供风等措施防止瓦斯超限;底分层煤层瓦斯涌出量较顶分层少73%,应采取综采放顶煤开采方式;开采高瓦斯突出煤层时,应采用预抽技术结合顶分层保护层开采技术以消除底分层的突出危险;外延面直接采用综采放顶煤开采方式.通过对突出危险区域的预先长期的瓦斯抽放,可以消除其突出危险性,简化生产系统的布置与施工,降低生产成本;采用放顶煤技术.可以降低巷道掘进工程量,利用有限两条巷道进行整个煤层的开采,经济效益更加显著.     

利用瓦斯涌出量计算瓦斯含量的方法

瓦斯含量是矿井瓦斯灾害预测与防治的基础,利用瓦斯涌出量反算瓦斯含量的方法,可以最大限度地利用矿井瓦斯数据。本文计算了八成矿2个瓦斯含量点,通过与实测数据比较,不需要校正可以直接使用。本文提出的利用瓦斯涌出量反算瓦斯含量的计算公式可以在其它矿井推广应用。     

突出层掘进与瓦斯突出的防治

针对滴道煤矿瓦斯突出特点 ,提出了防治措施。     

煤层瓦斯运移规律及抽放机理研究

通过分析煤层瓦斯产生的原因、赋存及运移规律,以及瓦斯应力对煤体物理力学特性的影响作用,研究煤层的透气系数、煤层厚度、抽放负压等因素对煤层瓦斯抽放效率的影响,对煤层瓦斯防突及抽放有重要的参考价值。