瓦斯抽采钻孔双胶囊配合带压粘液封孔新技术

针对工作面煤巷扰动裂隙的客观存在,瓦斯抽采钻孔封孔质量难以满足钻孔密封检验要求、抽采瓦斯浓度和流量偏低等问题,提出了双胶囊配合带压粘液的封孔新技术,并双胶囊中间段采取了加长加粗的改进技术。其基本原理是采用高压胶囊封堵瓦斯气室同时配合低压胶囊封堵粘液,粘液封堵钻孔裂隙,实现抽采钻孔的彻底密封。通过理论分析,确定了合理的封孔工艺参数,并进行了现场工业性试验。结果表明,提出的双胶囊配合带压粘液封孔技术可增加封孔深度和提高封孔质量,使瓦斯抽采浓度提高40%~60%,平均瓦斯流量提高15 m³/min左右,且高浓度抽采周期可达两个月。     

非等压应力场上向长距离穿层瓦斯抽采钻孔密封长度研究

针对双向非等压应力场上向长距离瓦斯抽采钻孔密封长度难以确定、现场封孔难度大的问题,以平煤六矿为工程背景,以弹塑性理论和Mohr-Coulomb准则为基础,得出圆形巷道非等压应力场下塑性区边界方程,通过FLAC3D数值模拟映证了理论分析结果:当侧压系数不为1时,巷道围岩塑性区边界是对称的"蝴蝶形",不再是等压力应力场下的圆形,且巷道围岩应力呈非均匀分布,应力沿巷道径向变化的梯度和围岩应力降低区的范围沿不同角度时也存在明显差异;理论分析和数值模拟计算的塑性区深度偏差小于5%。结合塑性区的变化规律确定了不同角度上向穿层钻孔的密封长度,提出更具针对性的新型逐级注浆封孔技术。瓦斯抽采试验表明:按照本文确定的密封长度对上向穿层钻孔进行密封时,孔内抽采负压均在13 k Pa以上,最高瓦斯抽采浓度是传统等压应力场下对比试验孔的1.4倍,且其衰减速率较慢,瓦斯抽采效果可以满足长期高效抽采的要求。     

煤矿瓦斯抽采钻孔封孔技术探讨

本文通过对钻孔封孔漏气造成瓦斯抽采浓度低的原因分析,提出带压封孔技术工艺,借助注浆泵设备提供一定的注浆压力,以此保证水泥浆在钻孔周围煤岩体裂隙内的渗透扩散,加固充填裂隙,增强煤体强度,同时加入适量的膨胀剂,避免浆体凝固收缩产生空隙,从而达到杜绝钻孔附近煤岩体裂隙和孔壁空隙漏气对钻孔瓦斯抽采的影响。     

大孔径顶板长钻孔瓦斯抽采技术的研究

针对潘三矿1311(3)采煤工作面的瓦斯涌出特性,为有效的治理瓦斯超限的难题并节约成本,采用φ89mm钻杆、ZDY-10000S系列钻机及配套钻具,成功施工了深度超过500m的走向抽采钻孔并以此代替传统的高抽巷瓦斯抽采技术。通过对大孔径顶板钻孔抽采瓦斯方法的抽采效果及经济效益的分析,表明利用大孔径钻孔顶板钻孔抽采瓦斯技术治理瓦斯效果是显著的,瓦斯抽采浓度达到50%以上,实现了采煤工作面安全高效回采。     

连续脉冲冲击震动作用下煤层钻孔瓦斯抽采的试验研究

连续脉冲冲击震动可改变煤体中瓦斯的赋存状态,改善煤层的渗透性,提高瓦斯抽采效率。通过实验室模拟含瓦斯煤体,气体释放速度在连续脉冲冲击震动影响时间内提升30%以上。设计了一种适用于煤矿井下操作,瞬时能量可达60 k J能量的连续脉冲冲击震动装置,在已布置了6个"下向"辐射状穿层负压瓦斯抽采试验孔的煤层中进行试验,结果表明:监测的钻孔气体流量及浓度均有提高,实际瓦斯抽采效率提高了约56%,有效影响衰减时间约54 min。     

囊袋封孔器“两堵一注”带压封孔技术在耳海煤矿瓦斯抽采中的应用

瓦斯一直是煤矿安全生产的重大隐患,因此对瓦斯进行综合治理尤为重要。目前应用较广,效果较好的技术是瓦斯预抽采措施,但是钻孔抽采浓度偏低,严重影响煤层瓦斯抽采效果。造成钻孔抽采浓度偏低的因素有很多,(1)钻孔卸压圈裂隙漏气(钻孔半径的5～10倍);(2)巷道卸压带裂隙漏气(巷道宽度的3～5倍);(3)煤层节理裂隙发育导流;(4)封孔充填不实漏气;(5)塌孔堵孔;(6)煤尘或水堵塞抽放管。     

底板岩巷穿层瓦斯抽采钻孔的优化布置

为了提高本煤层穿层钻孔的瓦斯抽采效果,采用COMSOL软件分别对阳泉矿区五矿8406工作面不同钻孔间距、钻孔直径、抽采负压条件下底板岩巷穿层钻孔的瓦斯抽采效果进行了数值模拟。结果表明:阳泉矿区五矿8406工作面穿层钻孔的合理布置间距为2~2.5m,并且钻孔间距对穿层钻孔的瓦斯抽采效果影响显著。研究结果为工程实践提供了理论参考依据。     

高瓦斯矿井底抽巷区域消突技术实践研究

为解决河南大峪沟煤业集团有限责任公司华泰煤矿工作面上隅角瓦斯浓度超限的问题,在12采区12030和12070工作面下部开展底板抽放巷、底板抽放巷穿层钻孔、并对底板抽放巷穿层钻孔进行水力冲孔卸压增透等措施。通过分析底抽巷区域消突工程可以从物理力学性质上增大二1煤层的孔隙率、透水性和润湿性。较大程度的提高了瓦斯抽采率,较好的解决了工作面和上隅角瓦斯浓度过大,为多构造突出矿井的安全高效生产提供了实践经验和理论参考。     

高瓦斯低透气性煤层不同瓦斯抽采方式的研究

煤层的瓦斯抽采是避免煤矿瓦斯灾害发生的根本防治措施。根据瓦斯解吸理论,提出通过水力割缝及水力冲孔技术,在煤体中人为再造裂隙,增大煤体在空气中的暴露面积,同时形成瓦斯流动通道,达到加快瓦斯解吸,提高瓦斯抽放效果的目的。本文以水力割缝及水力冲孔进行机理分析为基础,根据在阳泉矿区某煤矿回风巷中进行现场实验,对普通钻孔抽放瓦斯、水力冲孔抽放瓦斯以及高压水力割缝抽放瓦斯三种方案进行比较。实验结果表明,相对于高瓦斯矿井中通常采用的普通钻孔抽放瓦斯,水力割缝技术瓦斯抽放量提高了4.11-4.34倍,水力冲孔技术瓦斯抽放量提高了0.46-0.56倍。水力冲孔对提高瓦斯抽放速度作用不明显。     

液态CO2爆破煤层增透最优钻孔参数研究

 爆破钻孔参数的选取是消除爆破空白区域、提高爆破增透和瓦斯抽采效果的关键。监测液态CO2爆破过程中爆破器主管内高压气体压力时程曲线,研究液态CO2爆破煤层增透机制,并建立FLAC3D数值模型,研究结果表明：在水平层理上,单孔液态CO2爆破有效影响半径为出气孔方向6 m和出气孔法向4 m;控制孔明显增加多孔连续爆破裂隙区范围。采用数学计算和数值模拟2种方法确定多孔连续爆破最优钻孔参数为：爆破器间距5 m和爆破孔间距7.5 m。进行井下液态CO2爆破试验,爆破后煤层透气性系数提高17.49～22.76倍,瓦斯抽采浓度提高3.16倍,瓦斯抽采混量提高1.71倍。合理选取液态CO2爆破钻孔参数,为井下节约爆破成本和达到最佳爆破效果提供参考。