凤凰山矿15~#煤层U型通风工作面高位钻场钻孔瓦斯抽放技术研究

针对凤凰山矿151304综采工作面U型通风系统下开采初期瓦斯超限实际,结合矿井煤层赋存情况,经论证得出其上覆9#煤层的瓦斯涌出是151304工作面瓦斯涌出的主要来源;根据9#煤层存有272m实体煤且原始瓦斯含量大的特点,实施高位钻场钻孔瓦斯抽放。现场应用结果表明,该条件下高位钻场具有布置钻孔多、抽放浓度高等优点,可有效抽采和拦截9#煤层卸压瓦斯向15#煤层采空区的涌入,并有效改变15#煤层采空区瓦斯流态。     

新安煤矿高位钻孔抽采采空区瓦斯效果分析

针对新安煤矿高位钻孔抽采采空区瓦斯的治理措施,基于采空区瓦斯运移、顶板岩层冒落规律,重点分析采空区瓦斯来源、涌出量以及瓦斯浓度分布特征,利用工作面推进期间煤层顶板上覆岩层卸压变形情况,通过布置钻孔抽采层位,高效、可控高浓度接替抽采采空区瓦斯,从而解决了工作面回风流、上隅角瓦斯超限和工作面瓦斯涌出异常的问题。     

古书院矿15~#煤层顶板裂隙演化规律及高位钻孔优化设计

上隅角瓦斯超限一直是综采工作面瓦斯治理的重点,顶板裂隙带是瓦斯的富集区,将高位钻孔布置在采空区顶板裂隙区内进行瓦斯抽采能有效解决上隅角瓦斯超限问题。在对古书院煤矿15#煤层顶板岩层采动裂隙形成"三带"高度进行研究的基础上,对回风巷高位钻孔布置方案进行优化设计,解决了15#煤层回采工作面上隅区瓦斯浓度超限问题。     

基于裂隙带分布规律的采空区瓦斯抽采技术

回采工作面上隅角瓦斯超限是瓦斯治理工作的重点。本文在对南凹寺矿30405上分层回采工作面采空区顶板岩层三带高度进行计算的基础上,对回风巷高位钻孔布置方案进行优化设计,将高位钻孔布置在采空区顶板裂隙区内。抽采钻孔在近一个月内能保持较高的抽采浓度和抽采纯量,能有效截流和较长时间的抽采采空区瓦斯,解决了高瓦斯矿井综采工作面上隅区瓦斯浓度超限问题。     

综放工作面瓦斯综合治理技术

为了解决汪家寨煤矿P41102综放工作面回采过程瓦斯超限频繁等问题,通过在本煤层施工顺层钻孔进行瓦斯预抽,有效地降低了工作面回采过程中的瓦斯涌出量。同时,在采空区30 m范围埋设直径250 mm瓦斯抽放管对采空区瓦斯进行抽采,减少回风流的瓦斯浓度,在煤层顶板15m左右布置高位钻孔抽采上邻近卸压层瓦斯,效果明显,瓦斯抽采量达到27.05 m^3/min,瓦斯抽采率达到69.5%,工作面平均月进尺提高30 m以上,生产能力平均提高86 851.6 t/月,杜绝了瓦斯超限,保证了工作面的安全高效生产。     

瓦斯抽放条件下采空区气体运移规律的数值模拟研究

为了掌握采空区气体的运移情况,指导采空区瓦斯的抽采工作,针对山西晋煤集团凤凰山煤矿综采工作面上隅角瓦斯超限的实际情况,在煤层顶板覆岩内布置高位钻孔直接对上邻近层卸压瓦斯进行抽采和拦截。通过建立采空区瓦斯流动模型,并对模型中各边界条件和参数进行设置,运用FLUENT软件对综采工作面顶板抽放条件下采空区气体分布及运移规律进行数值模拟,得出采空区氧气、瓦斯气体运移规律,为防治采空区遗煤自燃和瓦斯防治提供科学依据。     

高位巷瓦斯抽采技术在松河矿井的应用分析

为了解决松河矿井1031工作面回采期间瓦斯超限问题,在1031工作面顶板布置走向高位巷进行采空区卸压瓦斯抽采,并分析了高位巷层位与抽采效果的关系。应用效果表明:采用顶板高位巷进行卸压瓦斯抽采,降低了上隅角及回风流瓦斯浓度,解决了工作面回采期间的瓦斯超限问题,为矿井工作面的安全生产提供了技术保障,同时为顶板高位巷抽采技术在其他高瓦斯矿的推广应用提供了切实可靠的经验。     

许疃煤矿大采高综放工作面瓦斯治理技术

许疃煤矿针对大采高综放工作面瓦斯治理问题,采用了工作面顺层钻孔预抽本煤层瓦斯、顶板高位上向穿层钻孔抽采大采高工作面上邻近层瓦斯、顶板高位走向钻孔抽采本煤层同时拦截抽采上邻近层卸压瓦斯的综合瓦斯抽采技术。针对大采高综放工作面顶板高位走向钻孔布置层位的选择,通过相似模拟试验、关键层理论分析和UDEC软件模拟研究许疃煤矿大采高工作面顶板冒落规律,寻找大采高采场上覆岩层中裂隙位置和顶板瓦斯富集区;以此确定顶板高位钻孔的相关抽放工艺参数,为大采高工作面采空区高位瓦斯抽放钻孔的设计提供了理论依据。同时为大采高工作面上邻近层卸压瓦斯抽采钻孔的设计提供了理论指导。     

马兰矿12504综采工作面瓦斯综合治理技术应用

为解决马兰矿12504工作面瓦斯含量高的问题,根据工作面煤层赋存特征及开采条件,确定工作面采用高位钻孔+采空区埋管抽采相结合的瓦斯治理方案。基于高位钻孔设计原则,分别进行钻孔压茬长度、钻孔在工作面倾斜方向的控制范围、顶板走向高位钻孔布置参数的设计,根据工作面特征进行采空区埋管抽采参数设计,在抽采方案实施后进行抽采效果分析。结果表明:瓦斯治理方案实施后,工作面回采期间无瓦斯超限现象,保障了工作面的安全回采。     

高瓦斯低透气性单一厚煤层综放开采顶煤瓦斯治理技术研究

为解决高瓦斯特厚单一煤层在综放开采条件下顶板大面积来压时造成回采空间大面积瓦斯超限难题,运用岩石力学、流体力学、渗流力学等理论为支撑,采用Fluent数值模拟技术重点对回采空间上的顶煤内的卸压解吸瓦斯运移及浓度分布规律进行探讨研究,得出综放工作面充分卸压的顶煤与采空区浅部直接顶所围成的冒落未压实区域存在瓦斯积聚现象且浓度较高。针对顶煤瓦斯这一积聚规律,通过采用高位煤层钻孔抽采顶煤瓦斯技术,有效解决了采空区瓦斯突然涌出造成的瓦斯超限问题。     

突出煤层采面高位拦截预抽技术优化研究

针对突出煤层采煤工作面回采过程中上隅角及回风瓦斯超限等问题,提出施工高位拦截钻孔预抽卸压瓦斯的思路。通过高位拦截预抽机理分析、数值模拟、工程实践验证等手段,改进优化了高位拦截钻孔施工参数,包括钻场布置、钻孔长度、终孔位置等。首先通过高位拦截预抽机理“O”形圈理论分析及数值模拟研究,分析煤层开挖后围岩应力分布情况和围岩塑性区发育情况,确定“O”形圈范围及高位拦截位置。最后对其高位拦截效果进行工程实践验证,实践表明,优化高位拦截钻孔参数后,可以大幅减少钻孔工程量、延长钻孔有效抽采周期,单孔瓦斯浓度最高达到90%,有效解决了工作面回采期间瓦斯超限的问题,对突出煤层工作面的瓦斯治理具有重要的指导意义,高位拦截钻孔布置在煤层或软弱岩层中具有推广意义。     

赵庄矿大流量水力扩孔增透瓦斯抽采技术

我国大部分矿区煤层透气性偏低,煤层气开发和井下瓦斯抽采难度较大。水射流技术目前被应用于煤层增透,包括水力冲孔、水力扩孔和水力割缝。以山西晋煤集团赵庄矿为例,对赵庄矿北翼回风巷3号煤层进行水力扩孔技术试验,结果显示:水力扩孔对赵庄矿煤层具有较好的增透作用,水力扩孔钻孔后瓦斯流量是未扩孔时的8~32倍,在不同程度上提高了瓦斯的抽采效率。     

近距离保护层工作面高位巷布置及密闭抽采的应用

首山一矿采煤工作面采用厚煤层分层开采技术,回采过程中下分层和保护层煤体中大量卸压瓦斯涌入采空区,造成采面回风流、上隅角频繁出现瓦斯高值甚至瓦斯超限。针对该问题,首山一矿采用施工高位巷进行密闭抽采的技术方案进行治理。实践证明,治理后,打钻、生产期间的采面回风流瓦斯浓度降低到了0.2%～0.4%,有效解决了瓦斯高值问题,为采面安全高效生产打下了坚实的基础。     

高位定向长钻孔抽采技术在上隅角瓦斯治理中的应用

根据象山矿井5#煤层煤系地层赋存条件,分析了采空区瓦斯富集区层位,设计施工5个顶板高位定向长钻孔进行采空区瓦斯抽采治理。现场抽采结果表明:顶板高位定向长钻孔布置层位高度20~22m,水平内错距离0~45m较为合理;通过进行5#煤层顶板定向长钻孔抽采技术应用,工作面日产量大幅提升,而工作面上隅角瓦斯浓度由此前长期维持在0.7%降至0.4%左右,有效遏制了上隅角瓦斯超限事故,实现了取消高位裂隙钻孔和采空区埋管抽采的目标。     

近距离突出煤层群首采面瓦斯综合治理技术应用

针对依兰三矿极复杂地质条件下近距离突出煤层群开采时面临的瓦斯突出和回采工作面瓦斯超限、自然发火等问题,从保护层开采影响范围、开采后的残余瓦斯压力、回采面瓦斯涌出量、煤层自然发火角度分析了各煤层开采顺序,确定了首采面布置在上1煤层,从上至下依次开采较为合理。回采前确定采用千米定向钻机预抽中煤层巷道区域瓦斯+中煤层穿层钻孔预抽上1煤层条带瓦斯的区域消突方法;回采期间工作面采用高位钻孔+顺层钻孔的瓦斯治理方法,从而实现卸压抽采、条带消突预抽、实施防灭火工程等。采用以上瓦斯治理方法能够有效解决工作面瓦斯超限,达到了区域消突的目的,千米钻机长钻孔钻孔抽放浓度维持在80%以上,回风流瓦斯体积分数基本稳定在0.4%以下。     

近距离下层煤开采瓦斯并层涌出的防治技术

极近距离煤层的开采必然会给后采煤层带来瓦斯问题。当层间距很小,下层煤开采时,由于两层煤采空区在下层煤直接顶垮落后合为一体,原上层煤密闭的较高浓度的采空区内瓦斯会在负压作用下大量向工作面涌出造成瓦斯超限。研究了近距离煤层下层煤开采存在的瓦斯问题,得出在综采工作面开采过程中造成瓦斯超限的主要原因。针对这种情况,运用风窗—风机联合调压的均压通风原理,确定了相应的调压参数,现场实践结果表明,均压通风技术很好地解决了本工作面瓦斯超限的问题,达到了保障安全生产的目的。     

深孔松动爆破技术在“两高一低”突出煤层工作面中的应用

为了解决“两高一低”（高瓦斯含量、高瓦斯压力、低透气性）突出煤层综采工作面的防突和瓦斯超限问题,新田煤矿在1402工作面下部硬煤进行深孔松动爆破抽放技术试验。该技术的应用增大了煤体裂隙和煤层透气性,扩大了抽放钻孔的影响范围,提高了工作面瓦斯抽采量,减少了钻孔的施工时间和瓦斯抽放时间,钻孔工程量减少了一半,瓦斯治理效果明显,经济技术效果显著。     

深部地区复杂岩层高位定向长钻孔立体抽采瓦斯技术应用

峰峰矿区各矿井的生产地区逐步向千米埋深延伸,深部地区煤层具有瓦斯压力高、含量大、难抽采等特点,2号煤工作面回采期间的瓦斯治理难度逐步增高。此次主要研究在深部地区采用基于高位定向长钻孔的立体抽采技术,解决回采期间瓦斯超限问题。采用定向钻机在复杂岩层施工高位定向长钻孔和常规抽采钻孔相结合的方式实现立体抽采,实现安全高效生产。     

宏发煤矿低渗透性煤层CO2致裂增透技术试验研究

为了研究CO_2致裂增透技术对贵州低渗透煤层瓦斯抽采的影响,以贵州宏发煤矿1903工作面回风巷为研究对象,进行CO_2致裂增透试验研究。研究表明:煤层致裂后,其透气性系数平均为原始煤层的3.05倍,煤层的透气性显著提高;煤层瓦斯平均抽采浓度增大了4.19倍,平均抽采纯量为原始煤层的3.99倍;在钻孔瓦斯抽采率方面,单孔的瓦斯抽采效果提高了2.58~3.92倍;钻孔工作量降低了4倍,抽采达标时间缩短了55d,瓦斯涌出量降低了40%,煤层瓦斯抽采效益显著。CO_2致裂增透技术为解决贵州矿区低透煤层的瓦斯抽采技术难题提供了参考和借鉴。     

煤矿火成岩侵入低透气煤层采煤工作面的瓦斯治理

本文主要介绍鸡西矿区东海煤矿火成岩侵入采煤工作面，在透气性低煤层采煤工作面采取高位钻场近水平抽采、工作面上隅角抽采和煤层注水等瓦斯综合治理方面的技术和方法。实践证明，通过矿井瓦斯抽采的有效工作，使矿井的通风管理、瓦斯治理工作有了稳步提高，矿井安全可靠度增强。