新集二矿顶板定向长钻孔瓦斯抽采效果试验研究

为研究顶板定向长钻孔瓦斯抽采技术的效果及投资成本,针对新集二矿煤层赋存条件及瓦斯抽采需求,结合该矿210100工作面现场试验的观测结果,分析了顶板定向长钻孔瓦斯抽采效果,并与其他顶板瓦斯抽采技术进行了对比。现场试验数据分析表明:在同等瓦斯治理效果条件下,顶板定向长钻孔治理回采工作面瓦斯技术,其投资比顶板高抽巷节约44.8%、工期缩短30.0%,比顶板高位钻孔投资略少、工期缩短47.5%。试验表明,布置顶板定向长钻孔治理回采工作面瓦斯的技术方案性价比较高。     

裂缝带顺层长钻孔瓦斯抽采技术研究

为进一步提高采空区裂缝带瓦斯抽采效果、降低矿井瓦斯治理成本,保证工作面安全回采,曙光煤矿引进大直径顶板定向长钻孔技术对工作面覆岩裂缝带瓦斯进行抽采,同时对高位定向钻孔布置层位及施工工艺进行了研究。现场工业性试验表明,垂直方向上定向钻孔层位布设于裂缝带中下部瓦斯聚集区域17.1~22.8 m;水平方向上钻孔分布范围距回风巷15~35 m,钻孔间距为10 m。与普通高位钻孔抽采技术相比,该套技术不仅大幅减少高位钻场数量和钻孔进尺量,显著缩短施工工期和降低施工成本,而且瓦斯抽采效果明显优于常规钻进技术,平均单孔瓦斯抽采纯量由0.15 m³/min提高到1.55 m³/min,提高了9倍;钻孔抽采寿命由18~33 d提高到146 d以上,提高了4倍以上。     

采用顶板梳状定向钻孔瓦斯抽采技术研究

通过对顶板梳状定向钻孔瓦斯抽采技术关键原理进行理论研究,结合大阳煤矿回采工作面应用顶板梳状定向钻孔瓦斯抽采的实际情况,阐述了大阳煤矿应用梳状定向钻孔产生的效果及经济效益.通过研究,推广顶板梳状定向钻孔瓦斯抽采技术,有助于实现回采工作面在采煤的同时安全高效的抽采瓦斯.     

高瓦斯低透气性松软煤层瓦斯治理技术研究

为解决顺层钻孔在治理低透气性松软煤层瓦斯时存在预抽期长、抽采管路内瓦斯浓度低以及在回采期间采煤工作面上隅角瓦斯超限现象频发的问题,利用水力割缝技术和工作面顶板高位定向钻孔相结合的方法,优化矿井瓦斯治理方法,提高瓦斯治理效果。实践结果表明:采用水力割缝试验钻孔与综采工作面顶板高位定向钻孔相结合的方式,可以有效治理采煤工作面瓦斯。     

定向钻机在厚煤层综放工作面瓦斯治理的实践与应用

为解决石泉煤业综放工作面回采期间上隅角瓦斯浓度高的问题,开展大功率定向钻机顶板走向高位钻孔抽采裂隙带瓦斯应用实践。实践表明：定向钻机施工顶板走向高位钻孔具有抽采效果持续时间较长、钻孔利用率较高的优势;通过30108综放工作面布置煤层顶板走向长钻孔,钻孔长约400 m,钻孔垂深36～48 m,各钻孔内瓦斯浓度基本控制在20%以内;抽采钻孔前后工作面上隅角瓦斯浓度分别为0.78%和0.57%,瓦斯浓度降低26.9%。试验成果为同类瓦斯治理技术提供了有意义的参考和借鉴价值。     

黄陵矿区定向长钻孔瓦斯预抽技术试验研究

针对黄陵矿区目前非定向钻孔煤层瓦斯抽采易穿顶板、底板,造成抽采空白带和重复交叉以及抽采范围小、时间短,无法超前治理瓦斯的问题,在黄陵一矿309工作面中厚煤层中进行定向长钻孔瓦斯抽采技术试验。通过钻机改进使钻孔进尺平均提高115.9~220.3m/d,有效提高钻进施工效率;定向长钻孔瓦斯抽采2a后,1#~5#钻孔最低瓦斯抽采浓度仍达11.5%~15.3%,累计抽采瓦斯量64.7万m3,煤层瓦斯含量及瓦斯压力显著降低,定向长钻孔瓦斯抽采技术抽采效果较好,能够达到超前区域治理瓦斯的目的。     

定向高位长钻孔抽采位置确定及瓦斯治理效果

为了有效治理采空区上隅角瓦斯,针对九里山矿16041工作面采用定向高位长钻孔抽采上隅角瓦斯的现状,利用UDEC软件对工作面上覆岩层塑性区进行模拟,并结合现场试验,确定了定向高位长钻孔最佳抽采位置应为距离顶板13~25 m内。抽采结果表明:工作面上隅角平均瓦斯体积分数从0.78%下降到0.31%,回采工作面推进速度从3.6 m/d提高到4.8 m/d,提高了约1.33倍,保证了工作面回采安全。     

大直径定向钻孔瓦斯治理技术研究

随着矿井的开拓延伸,矿井瓦斯、水、地压及火等灾害进一步恶化,严重影响着矿井的安全高效生产。结合实际地质情况,分析了工作面顶板大直径定向钻孔施工的可行性,计算了定向钻孔的施工层位,并通过现场考察,分析了施工效果、抽采效果、成本等因素。综合研究分析认为,采用大直径定向钻孔抽采瓦斯可以缩短工作面瓦斯治理工期,缓解了工作面接替紧张的局面,减少了瓦斯治理巷道工程量,节约了瓦斯治理工程费用的投入。     

煤层顶板裂隙高位定向长钻孔安全高效抽采技术的研究与应用

放顶煤开采期间,上覆岩层受到矿压的影响,形成冒落带、裂隙带、弯曲下沉带,工作面采空区遗煤和围岩涌出的大量瓦斯飘浮在上方裂隙带区域,造成瓦斯聚集并向外涌出,形成了安全隐患,因此必须将该区域瓦斯抽出来;以往治理采空区瓦斯主要采用顶板裂隙高位钻场、顶板高抽巷等措施,但是这2种方法施工成本较高,且施工周期长,对生产接替影响较大。煤层顶板裂隙高位定向长钻孔安全高效抽采采用大功率钻机+定向钻进技术,在裂隙带施工控制整个回采范围的长钻孔,减少采空区和邻近层瓦斯向工作面空间的流动,真正实现了“以孔代巷”,既节省了成本,又缩短了工期,还提高了采空区瓦斯抽采的连续性、稳定性,减少了采空区瓦斯向外涌出,提升了瓦斯抽采效果,促进了煤矿安全高效发展。     

大直径顶板定向长钻孔替代高抽岩巷的瓦斯抽采效果分析

为进一步提高采空区裂隙带瓦斯抽采效果以保障工作面回采期间安全,提出了一种大直径顶板定向长钻孔(?203 mm)进行采动区裂隙带瓦斯定向抽采技术,并对其施工工艺、钻孔布置合理层位及抽采效果进行了研究。结果表明,钻孔布置的合理垂直高度45～50 m,钻孔与工作面回风侧的水平间距40 m。与高抽岩巷、普通顶板高位钻孔等常规采动区瓦斯治理方法相比,大直径顶板定向长钻孔的抽采量与高抽岩巷相当,是普通顶板高位孔抽采量的2.04倍;工程量大幅度降低,大直径顶板定向长钻孔既能实现高效率抽采,又达到节约工程量、降低施工成本等效果。大直径顶板定向长钻孔的成功应用为以孔代巷及传统顶板高位孔工艺的改进提供了实践基础和发展方向。     

顶板高位大直径定向钻孔抽采瓦斯治理技术应用研究

晋煤集团寺河矿是罕见的高瓦斯矿井,为进一步降低工作面回风瓦斯,设计在W1305工作面进行顶板高位大直径定向钻孔抽采采空区瓦斯技术应用实验,通过理论分析、现场实体检测等方法表明,顶板高位大直径定向钻孔平面上距离巷道15～60 m较合理;剖面上距离煤层顶板30～45 m,钻孔瓦斯抽采浓度较大;其介入瓦斯抽采前回风巷上隅角各采集点的瓦斯浓度较高,最高达到0.65%,高位钻孔介入抽采后下降至0.4%,工作面瓦斯治理效果显著。     

煤矿回采工作面瓦斯治理技术分析

以某回采工作面为例详细介绍了高瓦斯煤层的治理技术方案。对矿井和工作面的基本情况进行了介绍,计算获得工作面的绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量分别为25.58 m³/min和9.21 m³/t。结合矿井实际情况,同时利用高位钻场钻孔瓦斯抽采技术、顶板岩层定向长钻孔瓦斯抽采技术和地面钻孔瓦斯抽采技术对工作面的瓦斯进行治理,对不同技术方案的钻孔参数进行了详细介绍。上述3种瓦斯抽采方案在整个回采期间抽采获得的瓦斯总量分别为130.01万m³、56.36万m³和227.9万m³。对容易聚集瓦斯的上隅角和回风巷部位的瓦斯浓度进行持续监测,发现2个部位的瓦斯浓度平均值分别为0.21%和0.19%,远低于安全基本要求,说明所述工作面瓦斯治理技术效果良好。     

青龙矿11615工作面高位定向长钻孔瓦斯抽采分析

为解决青龙煤矿11615回采工作面上隅角瓦斯浓度超限难题,结合该工作面实际瓦斯赋存情况,采用高位定向长钻孔瓦斯抽采技术方法开展瓦斯抽采。对比了瓦斯抽采效果与钻孔距回风巷距离远近的关系,研究了瓦斯抽采效果与回采里程的关系,总结了高位定向长钻孔的瓦斯抽采规律。研究结果表明：回采过程中,通过高位定向长钻孔抽采采空区上覆岩层瓦斯,回采工作面上隅角瓦斯浓度降低到0.25～0.35%,解决了该采空区上隅角瓦斯浓度超限问题;钻孔距回风巷距离为40 m时,抽采瓦斯浓度基本稳定在18.5%左右,抽采效果最佳;随着回采里程的增加,钻孔抽采效果呈上升趋势,但在抽采末期有所下降;说明高位定向长钻孔对降低采空区及回采工作面上隅角瓦斯发挥了一定作用,提高了回采过程中瓦斯治理效率。     

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。     

煤油气共生矿井长钻孔水力压裂高效抽采技术

水力压裂具有煤层增透、改变煤体强度等功效,针对黄陵二号煤矿瓦斯（油型气）的赋存情况及灾害治理需求,结合定向钻进高效抽采技术和水力压裂增透强化抽采的技术优势,在高瓦斯矿井长距离综采工作面进行定向长钻孔水力压裂综合技术应用。通过对钻孔施工工艺、封孔工艺进行优化,分析压裂钻孔的抽采效果,并将工作面回采期间与相邻工作面同区段相关参数进行对比。应用情况证明了定向长钻孔水力压裂高效抽采技术能够有效提升瓦斯治理效率、缩短瓦斯抽采达标周期,缓解“抽、掘、采”矛盾,保障矿井安全生产。该技术可在黄陵矿区直接应用,也可为其他类似条件下的矿井瓦斯治理提供借鉴。     

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。     

顶板千米定向钻孔在寺河煤矿二号井中的应用

结合ZDY6000LD型井下千米定向钻机的特性,在回采工作面同时施工顶板走向高位钻孔和顶板千米定向钻孔,在回采过程中对比两种钻孔瓦斯治理效果表明,顶板千米定向钻孔与顶板高位钻孔具有相同的抽采效果,但顶板千米定向钻孔具有施工钻场数量少、钻机移动次数少和钻孔工程量少的优点。     

顶板高位定向长钻孔采空区瓦斯治理关键影响因素研究

针对顶板高位定向长钻孔抽采效果不稳定,无法满足工作面瓦斯动态涌出治理需求等问题,为进一步提高钻孔全生命周期抽采效果,提升“以孔代巷”可替性和普适性,以理论分析、数值模拟、现场试验相结合的方法开展研究,通过研究确定了钻孔施工目标层位,得出了钻孔布置层位、抽采参数及回采期间工作面瓦斯涌出的变化规律,分析了顶板高位定向长钻孔有效治理采空区瓦斯的关键影响因素,可为顶板高位定向长钻孔进一步优化设计和提高抽采效果提供参考。     

基于COMSOL的顶板定向长钻孔布置参数研究

为了研究顶板定向长钻孔的布孔参数，以东庞矿21215工作面为工程背景，通过利用COMSOL数值模拟软件，建立了5种不同布置方式下顶板长钻孔的瓦斯抽采模型，根据模拟结果确定了“法向间距2 m、水平间距3 m”的钻孔布置方式。根据21215工作面裂隙带高度设计了钻孔的布置参数，同时利用钻孔水平位置理论确定公式验证了布孔参数的可行性。现场应用结果表明，工作面回采过程中顶板定向长钻孔抽采存在稳定阶段和衰减阶段，在衰减阶段钻孔抽采效果降低、上隅角瓦斯浓度提高，分析其原因是由于钻孔高度降低，钻孔完整性遭到破坏导致的。从整体来看，在回采期间上隅角瓦斯浓度为0.3%～0.4%,处于较低水平，说明顶板定向钻孔抽采效果较好，采用该布置方式有效解决了上隅角瓦斯浓度超限的问题。     

高瓦斯矿井本煤层定向钻孔瓦斯抽采技术应用

为解决高瓦斯矿井工作面瓦斯治理问题,新源煤矿在12213工作面采用本煤层定向钻孔瓦斯抽采技术,选取适合矿井现场实际条件的钻孔参数进行瓦斯预抽钻孔施工,取得了良好的瓦斯抽采效果。证明定向钻孔瓦斯抽采技术在高瓦斯矿井本煤层瓦斯治理中具有明显优势。