三软煤层工作面瓦斯涌出规律及综合治理技术

郭村煤矿为"三软"低透气性煤层高瓦斯矿井,通过对工作面的不同瓦斯涌出源状况和瓦斯浓度分布规律进行分析,掌握回采工作面瓦斯涌出的状况及随时空的变化规律,据实测数据得知,落煤及煤壁瓦斯涌出占工作面瓦斯涌出的66%,采空区瓦斯涌出占39%。根据瓦斯涌出情况,采用顺层钻孔、煤墙浅孔、上隅角埋管、高位抽放孔等瓦斯综合抽放措施,有效解决了工作面的瓦斯问题。     

下沟矿ZF301工作面瓦斯涌出规律分析

为避免下沟煤矿ZF301工作面瓦斯灾害,对构成该工作面瓦斯的组成进行了监测,主要包括落煤瓦斯涌出量、煤壁瓦斯涌出量和采空区瓦斯涌出量。通过对实测结果分析研究,得出了落煤和煤壁瓦斯涌出强度的计算公式及采空区瓦斯浓度分布,为该矿工作面通风管理和制定抽采方案提供了指导。     

综采工作面瓦斯涌出分源计算方法研究与实践应用

为了精确得到综采工作面各瓦斯涌出源的瓦斯涌出量,利用现场实测与数学计算模型相结合的研究方法,以沙曲煤矿14205综采工作面为研究对象,采用分段测定法对瓦斯浓度与风速进行实测,以实测数据为基础参数,利用综采工作面瓦斯涌出分源计算模型对检修班期间综采工作面煤壁及采落煤瓦斯涌出和采空区瓦斯涌出规律进行研究,通过计算得到煤壁及采落煤瓦斯涌出量占综采工作面瓦斯涌出总量的61.2%,采空区瓦斯涌出量占综采工作面瓦斯涌出总量的38.8%。     

利用高位钻孔抽采技术治理综采工作面瓦斯超限研究

针对同家梁矿2301工作面在回采期间,工作面瓦斯超限异常现象,研究发现同家梁矿2501综采工作面瓦斯主要由四个部分构成,分别是2501工作面煤壁瓦斯涌出、回采落煤瓦斯涌出和采空区遗煤瓦斯涌出,以及上覆13号煤层赋存的瓦斯。在分析2301工作面来源的基础上,采用高位钻孔瓦斯抽采技术治理瓦斯超限。通过抽采瓦斯,2301工作面瓦斯浓度为0.20%,上隅角瓦斯浓度为0.38%瓦斯抽放效果良好,钻孔设计方案合理有效,达到了高位钻孔预期的瓦斯治理效果。     

采煤工作面瓦斯涌出规律及其防治

采煤工作面瓦斯来源划分为煤壁、采落煤和采空区三部分,该文分析了回采过程中的瓦斯涌出规律,论述了在工作面回采过程中采用不同的通风系统、脉冲通风以及瓦斯抽放等控制瓦斯涌出的原理与技术的新成果。     

保护层开采工作面过地质异常区期间瓦斯综合治理技术

保护层开采工作面过地质异常区期间,瓦斯治理重点集中在被保护层卸压瓦斯的拦截和本煤层瓦斯的预抽,14138工作面回采至4号地质异常区时,回风瓦斯浓度由0.30%上升至0.58%,严重影响了工作面的正常回采。通过测定采空区瓦斯涌出系数,判定工作面瓦斯涌出量增加的来源为煤壁,制定了工作面短钻孔排放、加大工作面风量、强化顺层孔预抽等措施来减少煤壁的瓦斯涌出,结合高抽巷、底抽巷、上隅角埋管、邻近采空区抽采等手段有效拦截了被保护层的卸压瓦斯,工作面瓦斯抽采率75%以上,有效减少了工作面采空区的瓦斯涌出,上述措施采取后,工作面回风流瓦斯浓度下降到0.35%,实现了工作面的安全高效回采。     

金岩煤矿回采工作面瓦斯分布及涌出规律研究

针对金岩煤矿13411工作面回采过程中出现的瓦斯涌出异常、瓦斯来源不明等问题,采用工作面瓦斯浓度现场测定法、理论计算、巷道测定法、采空区埋管等方法,对主要瓦斯来源包括落煤瓦斯涌出量、煤壁瓦斯涌出量及采空区瓦斯涌出量进行了测定计算及理论分析。得出金岩煤矿13411工作面瓦斯总涌出量60.5 m3/min,其中落煤瓦斯涌出量27.64 m3/min,占比45.69%;煤壁瓦斯涌出量23.74 m3/min,占比39.24%;采空区瓦斯涌出量9.12 m3/min,占比15.07%。并提出了本煤层扇形布孔预抽及回风巷高位岩石钻孔对采空区进行瓦斯抽采,为13411工作面瓦斯治理提供了指导依据。     

刘家梁矿5136综放工作面瓦斯涌出构成及控制

针对轩岗煤电刘家梁矿5136综放工作面瓦斯治理问题,从工作面瓦斯来源分析出发,利用单元测定法,对该工作面瓦斯涌出构成进行研究。结果表明:综放工作面瓦斯来源主要包括工作面煤壁、采放落煤、采空区,生产条件下涌出到工作面的瓦斯量及采空区抽采瓦斯量占比分别为10.52%、20.73%、15.31%和53.44%。根据研究结果,提出增加上隅角插管抽采瓦斯治理方法,上隅角瓦斯体积分数有效控制在0.50%以下。     

采空区埋管抽放在卧龙湖煤矿102工作面的应用

采空区上隅角瓦斯是回采工作面瓦斯涌出主要来源之一,而采空区瓦斯抽放具有抽放流量大、来源稳定等特点,成为回采工作面瓦斯治理的重要手段.尤其是对于煤层预抽效果不理想、采空区瓦斯涌出量大的工作面,采空区埋管抽放方法经现场应用,效果较好.通过建立地面永久抽采系统,采空区涌出瓦斯和预抽瓦斯将用于瓦斯发电,实现煤与瓦斯共采,变废为宝,低碳环保.     

高位钻孔技术在特厚煤层瓦斯治理中的应用

通过在深井特厚煤层开采条件下开展6305综放工作面的瓦斯涌出量预测,并根据预测结果分析各瓦斯涌出源的瓦斯涌出构成,制定出有针对性的高位钻孔瓦斯抽采等瓦斯治理方案。结果表明:6305工作面涌出的瓦斯中有66.14%来自开工作面煤壁和采煤机落煤所解吸的瓦斯,33.86%来自开采过程中采空区的遗煤、围岩和邻近层的瓦斯涌出;根据涌出量预测技术确定了6305工作面采空区瓦斯高位钻孔抽采的治理方案;采用"双钻场"高位钻孔同时抽采采空区瓦斯,日平均瓦斯抽采纯量可达3 940.71 m~3,保障了工作面安全高效生产。     

水平分段综放开采工作面瓦斯涌出及分布特征

为了深化急倾斜特厚煤层水平分段综放工作面瓦斯灾害理论和技术,分析总结了工作面瓦斯涌出来源,实测了工作面瓦斯浓度分布,利用分源法与估算法对采空区瓦斯涌出量进行了计算,得到了瓦斯浓度沿工作面长度和垂直断面方向的分布规律。研究表明:工作面瓦斯浓度沿风流方向逐渐增大,沿工作面走向断面分布不均,受采空区瓦斯涌出、瓦斯抽采及通风影响,采空区侧的瓦斯浓度高于煤壁侧,考虑瓦斯抽采影响,采空区瓦斯涌出量占工作面瓦斯涌出量的85.08%。因此,建议工作面在开采过程中,采用采空区、邻近层抽采及下部煤体卸压拦截抽采的综合措施防治瓦斯灾害。     

综放条件下上覆岩层及采空区内瓦斯涌出特征浅析

针对综放开采条件下工作面前方及采空区上方采动裂隙场中的瓦斯运移规律随着回采推进过程发生改变的情况,在对煤壁瓦斯混合气体涌出、落煤瓦斯涌出、采空区遗煤瓦斯涌出和临近煤层及围岩瓦斯涌出进行分析的基础上,从理论角度进一步对采动条件下上覆岩层以及采空区内的瓦斯流动与汇集特征进行了分析。     

薄煤层快速回采工作面瓦斯综合抽采技术应用实践

针对薄煤层快速回采工作面瓦斯涌出量大,工作面上隅角、回风流等多处局部瓦斯超限现象,采用分源瓦斯分析方法,确定工作面瓦斯来源及含量,并采用本煤层预抽、高位顶板裂隙抽放、采空区插管埋管抽放等综合抽放瓦斯措施,对工作面瓦斯进行综合治理。试验结果表明:综合抽放瓦斯措施分别解决了快速回采期间落煤及采动引起的工作面瓦斯涌出量大、上邻近层卸压瓦斯向采空区大量涌入、下邻层卸压瓦斯向采空区涌入、U型通风工作面上隅角瓦斯聚集和超限问题。薄煤层快速回采工作面瓦斯综合抽采技术能够有效治理矿井瓦斯,不仅实现了薄煤层工作面安全高效开采,同时为类似矿井瓦斯治理提供了借鉴。     

深井综放工作面瓦斯涌出量预测及瓦斯涌出构成研究

矿井瓦斯涌出量的大小主要受自然因素和开采技术因素的影响,预测6305工作面瓦斯涌出量最大值为15. 07 m~3/min,而工作面回采期间实际瓦斯涌出量最大值为14. 47 m~3/min,预测准确率较高。同时对6305综放工作面瓦斯涌出量预测结果进行分析,发现涌出瓦斯中工作面煤壁和采煤机落煤所解吸的瓦斯占65. 19%,开采过程中采空区丢煤解吸的瓦斯、周围岩层和邻近层的瓦斯涌出占34. 81%。     

综放工作面瓦斯涌出规律分析

为给解决高瓦斯单一低透气性难抽煤层综放开采工作面上隅角瓦斯积聚难题提供数据支持,采用控制单元体法,进行立体网格状的测点布置,对某工作面瓦斯浓度三维分布进行了测定和分析,绘制了瓦斯浓度分布等值线图,根据数据分析结果及瓦斯守恒方程和风量守恒方程,获得了采煤时采空区瓦斯涌出总量为1.77 m3/min;煤壁瓦斯涌出量为2.30 m3/min;落煤瓦斯涌出量为1.87 m3/min;工作面风排瓦斯总量为11.88 m3/min;工作面落煤、煤壁和采空区瓦斯涌出量的比值分别为31.5%、38.7%、29.8%。     

瓦斯体积分数最低点法测定综采工作面瓦斯涌出构成

论述了瓦斯体积分数最低点法测定工作面瓦斯涌出构成的原理。针对某煤矿32212(1)综采工作面的通风技术条件,采用瓦斯体积分数最低点法对工作面瓦斯涌出构成进行了测定。测定结果显示:工作面瓦斯涌出总量为21.36m3/min。其中煤壁瓦斯涌出占总瓦斯涌出量的34.88%,采空区瓦斯涌出占总瓦斯涌出量的47.33%,采落煤瓦斯涌出占总瓦斯涌出量的17.79%。     

U型通风综采工作面瓦斯综合治理技术实践

针对成庄矿U型通风综采工作面回风上隅角瓦斯易积聚、不可控等问题,采用采空区大流量埋管抽放、采空区顶板走向长钻孔抽采、地面采动区L型井抽采和上隅角导风筒抽放综合治理措施,对4322综采工作面的治理效果进行跟踪考察,统计工作面回采期间风排瓦斯量、瓦斯抽采量和绝对瓦斯涌出量的变化对应关系,瓦斯抽采量占比工作面绝对瓦斯涌出量平均值达到70%,上隅角瓦斯浓度可控制在0.8%以下,回风巷瓦斯浓度可控制在0. 6%以下,证明了瓦斯综合治理措施效果良好,U型通风综采工作面实现了安全生产。     

张集北矿首采工作面瓦斯涌出规律分析

结合张集煤矿11418首采工作面煤层赋存条件等相关参数,分析了工作面瓦斯来源,测定并分析了煤层瓦斯含量、工作面推进速度、瓦斯抽采量、煤层厚度、煤层埋深与瓦斯涌出量之间的关系,结果表明:综采工作面瓦斯涌出量包括煤壁瓦斯涌出量、采空区瓦斯涌出量及落煤瓦斯涌出量。11418首采工作面瓦斯涌出量与瓦斯含量、推进速度、煤层厚度、煤层埋深呈正比关系;瓦斯涌出量随抽采量的增加呈波浪式变化,总体上递增,但增加的幅度不大。     

并列双U型通风方式采空区瓦斯贮藏与运移规律研究

为了揭示并列双U型通风工作面采空区瓦斯涌出规律并提出有效的瓦斯治理措施,以阳煤集团新景煤矿92116工作面为研究对象,综合考虑了工作面推进速度、进风巷风量、采空区遗煤厚度、回采区域煤可解吸瓦斯量、回采工作面煤壁瓦斯初始涌出速率等实测参数,建立了基于移动坐标系下的采空区瓦斯涌出数学物理模型,数值模拟结果与实测结果之间误差小于15%。结果表明:采空区首个横川巷道瓦斯浓度、回风巷瓦斯浓度、上隅角瓦斯浓度随工作面推进速度增大以朗格缪尔函数形式增长,随进风巷风量增大以指数函数形式减小。针对存在的采空区首个横川瓦斯超限难题,定量分析了采空区第二个横川埋管抽采瓦斯措施的治理效果。     

高位巷周期垮落分期排抽采空区瓦斯技术

针对塔山煤矿大采高综放工艺采空区瓦斯涌出量占工作面总涌出量82%,工作面上隅角、支架缝隙瓦斯超限频繁等问题,以回采期间采空区瓦斯赋存量变化规律为基础,在采空区垮落带布置高位巷,利用周期垮落实现"一巷两用"的采空区瓦斯治理技术。经试验考察,高位巷布置在开采层上部垮落带2#煤层中,回采工作面开采初期,高位巷作为专用瓦斯巷引排采空区瓦斯,将工作面通风方式由"U"型改造为"U+I"型,高位巷瓦斯排放量逐步增长至30 m~3/min,回风巷风排瓦斯量由初始平均值23 m~3/min降至5 m~3/min以下;开采中后期,高位巷被密闭作为大管径抽采巷负压抽排采空区瓦斯,抽排量提升至40 m~3/min,较引排作用提高33%。工作面回采期间,上隅角瓦斯浓度均持续控制在0.6%以下,有效防治采空区瓦斯涌入回采面。