低透气性煤层深孔聚能水压爆破增透瓦斯抽采技术

针对高瓦斯低透气性煤层抽采率低、普通深孔爆破效果差的技术难题,提出了深孔聚能水压爆破增透技术,分析了深孔聚能水压爆破增透的4个关键技术:钻孔定向保直钻进、超长距离输药、双液浆固结封孔和双雷管双导爆索正向起爆。在东保卫煤矿41煤层的现场试验表明:深孔聚能水压爆破与普通深孔爆破相比,煤层透气性系数增大了4倍,瓦斯抽采率提高了15%,瓦斯压力由1.28~2.12 MPa下降到0.47~0.63 MPa,煤层瓦斯含量减少为4.8~5.8 m3/t,工作面推进度提高了45%,为提高低透气性煤层的瓦斯抽采率提供了有效的技术途径。     

煤层深孔聚能爆破致裂增透工艺研究

针对低透气性煤层瓦斯抽放率低问题,将聚能爆破技术应用于煤层增透中,制定了聚能爆破增透工艺,并将增透工艺分为选址、打钻、装药、封孔、引爆5个步骤.在深孔聚能爆破致裂机理研究的基础上,进一步分析了煤层深孔爆破影响半径及其与装药不耦合系数的关系.以郑州大平煤矿13091工作面为例,对煤层深孔聚能爆破增透瓦斯抽放工艺技术可行性进行了验证.     

煤层深孔聚能爆破致裂增透机理研究

针对高瓦斯低透气性煤层钻孔瓦斯抽放效率低的问题,以郑州煤炭工业（集团）有限责任公司大平煤矿为例,提出了煤层深孔聚能爆破致裂增透方法.利用爆破特殊装药结构积聚爆炸能量,驱使聚能罩侵彻煤体形成初始裂隙,并在爆生气体的二次驱动下扩大煤体断裂带范围.现场爆破试验及瓦斯抽放效果证明,煤层深孔聚能爆破裂隙有效影响半径为5~6 m,钻孔瓦斯抽放浓度平均提高200%~300%.     

煤层深孔聚能爆破增透技术

阐述了煤层深孔双向拉伸聚能爆破致裂增透机理,及在新丰煤矿进行双向拉伸聚能爆破后抽采钻孔的抽采效果对比试验;实践表明聚能双向拉伸爆破能更好地破裂煤体,增大渗透率,增加煤体的透气性为矿井安全生产提供有力保障,周边抽采孔的浓度、流量、纯量基本上均有大幅提升,2 d后达到最大值后出现衰减但仍比爆破前高,而瓦斯纯量作为衡量抽采效果的最佳指标,提升幅度最大,说明采用聚能爆破后确实提高了煤层透气性。     

低透气性煤层深孔聚能爆破增透技术及实践

针对松树镇煤矿低透气性煤层瓦斯抽采率低的问题,在矿井瓦斯地质研究基础上,分析了聚能爆破煤体致裂机理,将爆破裂隙划分为粉碎区、裂隙发育区和裂隙扩展区,同时对爆破钻孔、装药及封孔工艺进行了设计,并现场应用了深孔聚能爆破增透技术。结果表明,聚能爆破后抽采钻孔平均瓦斯浓度是爆破前的1.70～3.21倍,爆破影响区平均瓦斯体积分数均值为11.26%,是非影响区的2.21倍,而且装药长度越大,爆破增透效果越显著。     

石门揭煤深孔预裂爆破增透效果试验研究

针对低透气性突出煤层钻孔抽采瓦斯难、石门揭煤速度缓慢等问题,研究了低透气性煤层深孔预裂爆破卸压增透的防突机理,通过理论分析、深孔预裂爆破药柱研发及现场试验相结合的方法,测试了淮南矿区某矿东四采区B组5-2煤层深孔预裂爆破煤层松动半径;依据此参数,优化设计了5-2煤层抽采钻孔和爆破孔。结果表明:在低透气性突出煤层实施深孔预裂爆破增透技术措施后,煤体的弹性潜能得到有效释放,煤层瓦斯压力梯度降低,有效消除了激发突出的应力,煤层的透气性系数提高了123倍,煤层瓦斯抽采纯量比爆破前提高了6~9倍,石门揭煤时间大幅缩短,仅为47 d,比传统的揭煤方法揭煤时间缩短近2个月,为采掘正常接替提供了保证。     

煤矿瓦斯抽采水胶药柱在煤层深孔爆破中的研究与应用

针对高瓦斯低透气性煤层,从理论上探讨了煤矿瓦斯抽采水胶药柱在煤层深孔中爆破时,炸药爆炸冲击波初始峰值压力和传播到孔壁处的入射压力以及孔壁煤面上的透射冲击压力。建立了炮孔周围煤体中的动态应力场,分析了爆源区径向裂隙区的形成和扩展半径。最后将裂隙区半径应用于煤层爆破孔和抽采孔布置参数设计,提出了高瓦斯低透气性煤层深孔预裂爆破孔和瓦斯抽采孔的合理间距,并进行工程实践。结果表明该方法为高瓦斯低透气性煤层增透,进而为解决煤层瓦斯抽采提供了一条有效的解决方案。     

低透气性煤层深部复杂地质高瓦斯区域深孔预裂爆破技术

采用深孔预裂爆破技术在五阳煤矿深部煤层地质复杂区域进行了试验研究,对瓦斯抽采效果进行了考察并确定出了深孔预裂爆破影响半径。实施深孔预裂爆破后,煤层瓦斯抽采浓度增加1.28¹.87倍,瓦斯抽采纯量增加1.431.87倍,瓦斯抽采纯量增加1.43³倍,确定的深孔预裂爆破影响半径为5 m,最佳抽采半径为33倍,确定的深孔预裂爆破影响半径为5 m,最佳抽采半径为3⁵ m。说明深孔预裂爆破技术在煤体内形成了较大范围的连通裂隙网,提高了深部地质复杂区域煤层透气性。     

深孔预裂爆破在工作面瓦斯抽采中的应用

针对候村煤矿3605工作面因煤层透气性差导致本煤层顺层钻孔瓦斯抽采浓度低、预抽时间长等问题,采取深孔预裂爆破对煤层进行致裂增透,通过工程实践及效果对比表明：采用深孔预裂爆破后的顺层钻孔平均瓦斯抽采浓度由30.2%提高到56.7%,抽采浓度降至5%以下用时由185 d降至91 d,综合评估瓦斯抽采效率提高一倍。     

基于深孔控制预裂爆破技术的松软厚煤层瓦斯抽采效果考察

在松软、低透气性突出厚煤层中开展深孔控制预裂爆破技术试验与研究,通过合理选择快速装药、封孔与爆破工艺,使爆破试验区域内的煤体产生卸压与大量次生裂隙,有效的缓解了应力集中,煤层透气性系数大幅度增加。通过抽采控制钻孔附近煤体的瓦斯,使瓦斯含量明显下降,瓦斯预抽率较普通法抽采钻孔成倍提高,切实提高了瓦斯抽采效果。     

低透气性煤层深孔预裂爆破增透技术应用

高吸附低透气性煤层掘进过程中,煤与瓦斯突出综合检测指标经常超限,为了解决掘进速度缓慢等问题,以贵州五轮山煤矿1805运顺掘进工作面为研究对象,引用深孔预裂爆破技术。并在爆破前、后,通过对抽采孔和1805运顺工作面瓦斯抽采浓度及纯流量等数据的考察,为解决贵州地区高吸附低透气性煤层的瓦斯治理提出了有效的方案。     

煤层液态CO_2深孔爆破增透技术

为提高低透气性高瓦斯突出煤层瓦斯抽放率,将液态CO2深孔爆破增透技术运用于煤矿低透性高瓦斯突出煤层,考察CO2爆破对煤层透气性、百米钻孔瓦斯流量、瓦斯抽放量、抽放浓度以及突出预测敏感指标的影响。采用液态CO2爆破增透技术后,增大了钻孔瓦斯有效抽放半径和高瓦斯煤层透气性,显著地提高了瓦斯抽放放率。     

深孔预裂爆破技术在煤巷快速掘进中的应用

针对五阳煤矿煤层透气性低、瓦斯浓度时常超限、煤巷掘进速度慢和工作面接替紧张等问题,在分析深孔预裂爆破工艺和确定爆破参数的基础上,提出了迎头深孔预裂爆破和巷帮预抽瓦斯的快速掘进技术,并结合现场进行了工业试验。结果表明:深孔预裂爆破技术提高了煤层的透气性,巷帮钻场的瓦斯抽采量为爆破前的1.3倍;降低了掘进工作面的瓦斯涌出量,实施深孔预裂爆破技术后,再没有发生瓦斯浓度超限事故;煤巷掘进月进尺达到180 m,实现了煤巷安全快速掘进。     

深孔预裂爆破在正行矿突出煤层掘进中的应用

<正>行矿15#煤层透气性差,瓦斯压力高。轨道下山II段煤巷施工钻孔过程发生喷孔、夹钻等动力现象,抽采效果不佳。在掘进工作面迎头设置爆破孔,两帮设置抽采孔进行深孔预裂爆破后,煤层透气性系数增加,瓦斯抽采浓度和纯量明显提高,消除了煤层突出危险,实现了煤巷快速安全掘进。     

综采工作面煤层超前深孔预裂爆破增透试验研究

基于抽采时间短的采煤工作面回采过程中存在瓦斯超限的问题,通过在原抽采孔中间布置爆破孔,采用直径为63mm的煤矿瓦斯抽采水胶药柱进行超前深孔预裂爆破增透,使得煤层透气性大大增加,取得了抽采孔瓦斯浓度提高2.2倍、流量提高5倍以上的效果。试验表明采用超前深孔预裂爆破增透技术可有效解决工作面回采期间瓦斯超限的问题。     

二氧化碳致裂器深孔预裂爆破煤层增透新技术

针对低透气性煤层瓦斯抽采难度大、预抽效率低的问题,研发出二氧化碳致裂器深孔预裂爆破煤层增透新技术,通过理论分析、现场试验和数值模拟研究发现:采用二氧化碳致裂器在煤层中进行深孔预裂爆破,可促进煤层孔隙系统发育,提高煤层的透气性,达到强化抽采瓦斯的目的。贝勒煤矿井下试验结果显示,致裂后钻孔瓦斯流量增大3.8~6.7倍,钻孔瓦斯流量衰减系数由0.691 1 d-1降为0.052 8 d-1,煤层透气性系数提高26倍,预裂影响半径达4.5~5.7 m,在很大程度上改善了矿井瓦斯治理的效果,降低了瓦斯治理的经济成本,确保了煤矿采掘接替和安全生产。     

低透气性高瓦斯煤层深孔控制预裂爆破增透技术

为了解决低透气性高瓦斯煤层难抽采问题,运用RFPA2D数值模拟软件,建立了2种深孔控制预裂爆破力学模型,通过对模拟结果进行对比分析,得出一套适用于鹤煤八矿底板抽采的爆破参数,并进行了现场试验,爆破后煤层透气性系数平均值达到了2.23 m2/（MPa2.d）,比爆破前测定的煤层原始透气性平均值提高了近3.05倍,说明该技术可以明显提高钻孔周围煤体裂隙发育程度,煤体透气性增加,达到了提高煤层瓦斯抽采量和抽采率的目的。     

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。     

突出煤层穿层钻孔增透强化瓦斯抽采消突技术及效果考察

针对低透气性突出煤层瓦斯抽采困难、消突时间长等问题,以淮南矿区某矿6-2煤层具体瓦斯地质条件为例,采用深浅孔带压注浆技术措施封堵巷道及钻场深浅部围岩裂隙,改善瓦斯抽采效果;采用中深孔松动爆破技术措施使煤体裂隙充分发育,提高煤层透气性和瓦斯抽采率。工程实践表明:深浅孔注浆技术提高钻孔瓦斯抽采浓度7.4~10.5倍;中深孔松动爆破后平均抽采瓦斯纯量提高了9.2倍,抽采达标时间85 d,比传统方法缩短了4个月。深浅孔注浆是提高瓦斯抽采浓度的关键措施,中深孔松动爆破增透是提高钻孔抽采量、缩短抽采达标时间的基础措施,该技术还可保障矿井正常采掘接替。     

本煤层瓦斯抽放效果研究

瓦斯抽放在我国一直以来都是行之有效的瓦斯治理手段,按照瓦斯来源可以分为本煤层抽放瓦斯和邻近层抽放瓦斯,但本煤层抽放瓦斯方法在透气性低的煤层效果并不理想。根据现场试验和理论分析,针对低透气性煤层,认为采用交叉钻孔预抽瓦斯前对煤体实施深孔控制预裂爆破可更好地提高本煤层瓦斯抽放效果。