突出厚煤层综放工作面瓦斯综合治理技术研究

针对厚煤层综放工作面瓦斯治理难度大、抽采效果差、工作面难以消突的问题,开展了综放工作面立体瓦斯抽采技术研究。立体瓦斯抽采技术包括保护层开采、工作面回采区域顺层钻孔预抽、回风巷留管抽采瓦斯、利用尾巷抽采瓦斯、顶板高位钻孔及底板拦截钻孔抽采瓦斯。通过对P41104综放工作面研究表明:7~#煤层距11~#煤层42 m,作为11~#煤层的上保护层开采是有效的,消除了11~#煤层的突出危险性。立体瓦斯抽采技术的实施,使工作面瓦斯抽采纯量达到25.86 m3/min,抽采率达73%,回风流瓦斯浓度稳定在0.7%以下,减少了瓦斯涌出量,有效解决了工作面上隅角与回风流瓦斯超限问题。     

常村煤矿综采工作面瓦斯综合防治技术应用

为消除工作面瓦斯隐患,保证工作面安全回采。根据常村煤矿瓦斯地质条件及赋存情况,在井下工作面开采时,制定保护层开采技术,煤层穿层钻孔、顺层钻孔区域消突措施、巷帮高位钻孔和动压区抽放等局部消突措施,工作面回采期间补充隅角抽放、煤层注水、架间插管抽放等综合瓦斯治理措施。通过瓦斯综合防治措施的执行,工作面回采期间绝对瓦斯涌出量由原来的5.2 m3/min下降到4.1m3/min以下,风排瓦斯浓度由原来的0.38%降低到0.18%,回采期间,未发生过工作面瓦斯超限现象。     

兰花宝欣煤业高位钻孔抽放采空区瓦斯技术研究

兰花宝欣煤业工作面存在回风巷、上隅角瓦斯浓度超限的问题,以3207工作面为例,理论分析采空区覆岩裂隙发育特征,选择高位钻孔抽放工艺预防瓦斯超限,确定钻孔布置的合理垂直层位范围为距顶板20～40 m,水平布置位置为距巷道轴线15～40 m.高位钻孔投入使用后,抽放瓦斯浓度和总纯量均值为5.43%、2.83 m³/min,杜绝了回风巷及上隅角瓦斯浓度超限问题,保障了工作面的安全生产。     

大直径长距离高位钻孔参数优化与实施

为治理保护层工作面的瓦斯,平煤股份四矿施工了大直径长距离高位钻孔,钻孔终孔直径193 mm,平均孔深100 m 以上,抽采了采空区裂隙带的高浓度瓦斯,对高位钻场、钻孔参数进行了优化,并对钻孔封孔技术进行了改进.通过采取上述措施,高位钻场的抽放瓦斯体积分数增加到12%～30%,混合流量增加到25.68～45.70 m3/min,纯流量增加到3.08～8.73 m3/min,上隅角瓦斯体积分数下降到0.2%～0.6%,回风流瓦斯体积分数下降到0.2%～0.7%,保护层工作面月产原煤10万t以上,利用瓦斯日发电3.5万～3.8万kW·h,实现了煤与瓦斯共采.     

31051综采面瓦斯综合治理技术应用

为解决综采工作面风排瓦斯量偏高、回风隅角瓦斯聚积问题,保证工作面安全生产,通过采取采空区顶板裂隙带高位钻孔瓦斯抽采及工作面回风隅角埋管瓦斯抽采相结合的瓦斯治理方案,经工作面7日瓦斯涌出量计算结果可知:高位钻孔瓦斯抽采纯量平均值为4.37 m3/min,上隅角埋管抽采瓦斯纯量平均值为2.45 m3/min,风排瓦斯量有效降至3.58 m3/min.有效降低工作面风排瓦斯量和上隅角瓦斯聚积浓度,保障工作面安全生产.     

近距离多煤层下保护层开采卸压瓦斯治理技术

针对某煤矿1318116下保护层开采工作面卸压瓦斯,提出了以顺层钻孔预抽瓦斯、走向高位巷瓦斯抽采、回风巷留管瓦斯抽采、回风巷高位钻场钻孔瓦斯抽采4种方法相结合的治理方案,使该工作面上隅角瓦斯浓度由8%下降至1%,回风瓦斯控制在1%以下,卸压瓦斯治理效果良好。     

建新煤矿高位钻孔瓦斯抽放技术的应用

通过对建新煤矿42煤上覆岩层"三带"分析和研究,确定了42煤顶板走向高位钻孔裂隙带高度,提出了合理的布置钻场钻孔设计参数,将基于这些参数的高位钻孔瓦斯抽放技术应用于建新煤矿4202综放工作面,同时利用立管抽放上隅角后方瓦斯。通过上述措施的实施,在绝对瓦斯涌出量从4.8 m3/min增加至29 m3/min的情况下,回风流及上隅角瓦斯浓度分别稳定在0.3%和0.7%左右,保证了工作面的安全生产。     

大倾角突出煤层群高位巷与高位钻孔瓦斯抽采技术研究

基于大倾角突出煤层群顶板岩层瓦斯抽采困难问题和保护层工作面回风隅角瓦斯超限问题,以湖南省蛇形山煤矿2344工作面为例,根据矿山压力及其控制理论,确定了保护层工作面顶板"三带"的合理高度,初步试验了大倾角突出煤层群岩层高位巷与高位钻孔瓦斯抽采技术。揭示了保护层工作面顶板岩层中采用高位巷与高位钻孔瓦斯抽采技术的区别,其中高位钻孔抽采的瓦斯浓度可达99. 9%,高位钻孔优于高位巷,同时,在工作面顶板岩层中采用钻场钻孔的布置方式,不影响保护层工作面的正常生产,改变了大倾角煤层群保护层工作面瓦斯在本煤层抽采的模式。     

岳城矿采空区综合高位钻孔瓦斯抽采技术研究

高瓦斯矿井采空区瓦斯的大量涌出是造成采面上隅角及回风巷瓦斯浓度增高的主要原因。采用辅助切眼高位钻孔与横川高位钻孔2种方法相综合的高位钻孔抽采模式对采空区进行瓦斯抽采,并在岳城煤矿1307(上)综采工作面进行了实验。结果表明:当采面推进至120 m时,采空区综合高位钻孔单孔平均瓦斯抽放浓度达到50%,单孔平均抽放纯量达到3 m3/min,上隅角处的瓦斯浓度降至0.3%以下,抽采效果明显。这为今后高瓦斯矿井回采工作面采空区瓦斯治理积累了宝贵的经验。     

工作面分段高位钻孔瓦斯抽采技术应用

为解决工作面回风隅角及回风巷瓦斯超限问题,结合矿井现有技术装备以及煤层赋存不稳定的因素,优选采用分段施工高位钻孔的方法进行采空区和邻近层的瓦斯抽采。高位钻孔的最佳布置层位为裂隙带的中上部。高位钻孔抽采瓦斯浓度高达60%以上、抽采纯量达到1. 5 m3/min以上、且能保证抽采的可持续性。     

马兰矿18502工作面以孔代巷瓦斯抽采技术研究

本文针对马兰矿18502工作面瓦斯抽采过程中利用辅运巷、高抽巷等抽采瓦斯、钻孔原设计长度较长且穿经陷落柱等问题,依据工作面当前条件对原瓦斯抽采措施进行了改进,提出了利用大直径顶板走向孔、大直径采空区抽采钻孔以及下邻近层钻孔代替现有瓦斯抽采巷道的“以孔代巷”技术思路。实测结果表明,瓦斯抽采总量为21.25m³/min,工作面瓦斯抽采率为70.25%,工作面瓦斯浓度降低至0.13%～0.22%,上隅角瓦斯浓度降低至0.17%～0.38%,回风流内的瓦斯浓度降低至0.21%～0.31%,瓦斯浓度显著降低,从根本上解决了瓦斯超限问题。     

李雅庄煤矿“U”型通风工作面瓦斯治理技术

针对高瓦斯矿井“U”型通风工作面上隅角瓦斯浓度高、管理难度大的问题,在李雅庄煤矿开展了本煤层抽采优化分析和裂隙带抽采研究。通过改进本煤层钻孔的封孔深度、联孔工艺、管路联接方式等,钻孔抽采浓度由抽采4个月后降低到9%,提高到抽采10个月后维持在19%;通过调整裂隙带钻孔布置方式、优化钻孔布孔层位、采取下筛管护孔等技术,裂隙带钻场最高瓦斯抽采纯流量达13.6 m3/min,平均瓦斯抽采纯流量达8 m3/min,2个钻场综合抽采瓦斯纯流量在13 m3/min以上;工作面取消了高抽巷和高位钻场裂隙带瓦斯抽采,上隅角和回风流平均瓦斯浓度分别控制在0.5%和0.4%以下。     

高瓦斯矿井U型通风工作面瓦斯治理技术

针对李雅庄煤矿U型通风工作面上隅角及回风流瓦斯浓度高、瓦斯治理难度大的问题,根据工作面瓦斯来源及在采空区三带的运移储存规律,李雅庄煤矿开展了本煤层抽采工艺优化和裂隙带抽采技术研究。对本煤层钻孔封孔深度、联孔工艺、管路连接方式等进行优化,钻孔抽采浓度由抽采4个月后降低到9%提高到抽采10个月后维持在19%;通过调整裂隙带钻孔布置方式、优化钻孔布孔层位、采取下筛管护孔等技术措施,裂隙带钻场最高瓦斯抽采纯流量达13.6 m³/min,平均瓦斯抽采纯流量达8 m³/min,2个钻场联合抽采瓦斯纯流量在13 m³/min以上;取消了瓦斯措施巷、井下移动泵和上隅角风帘,上隅角和回风流平均瓦斯浓度分别控制在0.5%和0.4%以下,对高瓦斯矿井U型通风工作面瓦斯治理有借鉴意义。     

高抽巷布置方式对采空区瓦斯抽采效果影响研究

针对镇城底矿1301采煤工作面回采过程中瓦斯涌出量较大、回风隅角瓦斯浓度时有超标的问题,对瓦斯高抽巷布置方式进行了详细分析,确定了倾向高抽巷的布置方式。通过对瓦斯高抽巷与工作面不同距离情况下瓦斯抽采效果以及回风隅角瓦斯浓度的对比分析,发现倾向高抽巷与工作面的距离为144m时,瓦斯抽采效果最好,可有效解决工作面瓦斯浓度超标问题。     

顶板千米定向钻孔瓦斯抽采技术

针对沙曲矿高瓦斯煤层群综采工作面上隅角和回风流中瓦斯经常超限的难题,运用数值模拟和现场试验相结合的方法,理论分析了瓦斯在煤层开采过程中的积聚和运移规律,并结合从德国引进的DDR-1200千米定向钻机,提出了采用千米定向钻孔抽采瓦斯技术。根据14205综采工作面开采的实际条件,确立了抽采参数,并进行了工业性试验。结果表明,千米定向钻孔抽采瓦斯技术与传统的高抽巷相比具有明显的优势,单孔瓦斯抽采浓度达到79%,最大抽采纯量12.8 m3/min。     

顶板长钻孔替代高抽巷抽采控瓦斯与采空区注氮防火耦合治理研究

高瓦斯矿井易自燃煤层,工作面受上隅角瓦斯超限与采空区遗煤自燃双重威胁。为解决高抽巷抽采瓦斯导致采空区氧化带面积变大、增大遗煤自燃危险性的问题,以顶板长钻孔替代高抽巷,配合进风巷侧注氮,通过对长钻孔参数与注氮参数的优化,进行防火与控瓦斯耦合治理的研究。以中兴煤业1401工作面实测数据结合ANSYS数值模拟,研究了长钻孔数量、位置对工作面上隅角瓦斯的影响规律,获得以5个直径300mm、距回风巷10m、距煤层底板15m的顶板长钻孔替代高抽巷的最优方案。在此基础上,为保障对采空区遗煤自燃的有效控制,研究了注氮量与注氮位置对采空区氧化带分布的影响规律,获得在进风巷侧氧化带与散热带分界位置注入5.5m3/min的氮气,将采空区氧化带宽度降至25m的优选结果。通过对上隅角瓦斯与采空区遗煤自燃的综合控制,保证了工作面的安全生产。     

顶板高位定向钻孔抽采瓦斯效果分析

针对回采工作面回风隅角瓦斯浓度高影响安全生产问题,设计采用顶板高位定向钻孔对采空区瓦斯进行抽采,通过分析23051工作面顶板三带分布及采空区瓦斯分布流场情况,合理设计顶板高位定向钻孔层位、孔径及深度,采用顶板高位定向钻孔进行采空区瓦斯抽采后,回风隅角最高瓦斯浓度由0.7％下降至0.4％,顶板高位定向钻孔抽采瓦斯量占工作...     

U型通风工作面采空区瓦斯运移规律研究

以赵家坝煤矿1944工作面为研究对象,采用Fluent软件对工作面采空区瓦斯运移规律进行了研究。研究结果表明:采空区由近及远瓦斯浓度逐渐增大,距工作面一定距离后趋于稳定;在采空区距工作面50~70 m处存在层流与紊流的混合边界;从进风巷到回风巷方向瓦斯浓度逐渐增大。随着进风巷入口风速的增大,采空区高浓度瓦斯区域向深部推移,工作面上隅角瓦斯浓度下降。随着工作面推进长度的增加,过渡风速带向后移,工作面上隅角瓦斯浓度增大。     

黄岩汇煤矿综采工作面上隅角瓦斯治理技术研究

黄岩汇煤矿煤层透气性系数差,原始瓦斯含量低,在回采期间工作面绝对瓦斯涌出量较大,上隅角瓦斯浓度容易超限。现场跟踪考察分析了15108综采工作面上隅角瓦斯来源,找到了采放煤和采空区瓦斯涌出的主要原因,并提出了以高抽巷和顶板低位斜向钻孔相结合的卸压瓦斯治理模式,对卸压瓦斯抽采效果进行评价。研究表明:高抽巷平均抽采纯量69.5 m^3/min,最大90.0 m^3/min,可达全部抽采量的92%;低位钻孔抽采措施起到较好的辅助作用,最大抽采纯量为12.4 m^3/min,平均为5.8 m^3/min。回采期间上隅角瓦斯浓度维持在0.08%~0.40%。     

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。