高位巷道瓦斯抽采诱导浮煤自燃影响效应

基于高瓦斯易自燃煤层高位巷道瓦斯抽采技术条件下,以研究煤自燃形成机理为切入点,依据义马煤业集团耿村矿13190工作面自然发火实际情况,通过理论分析,数学建模及现场辅助测试,对煤岩裂隙发育漏风通道模式、采空区浮煤碎胀特性、漏风动力源展开研究,发现巷道瓦斯抽采,增加了高瓦斯易自燃煤层的自燃风险,主要体现在:1)造成工作面、采空区及抽放巷道端口间存在漏风通道及动力;2)采动应力及抽采巷道松动圈造成采空区煤岩裂隙充分发育,采空区浮煤压实程度降低,浮煤碎胀性增加,有利于煤自燃蓄热;3)采空区浮煤一旦氧化,造成采空区高温点与漏风通道间存在温度梯度,从而形成的内生火风压,加剧采空区破裂浮煤的自燃进程,诱导采空区浮煤自燃发生。     

单一煤层高位瓦斯抽采巷道布置位置研究

以常村煤矿2103工作面为工程背景,在煤层开采方向,通过分析煤层基本顶的受力状态,建立基本顶岩梁断裂前夕的力学模型,求解出基本顶的周期垮落步距;利用垮落步距,引入渗透率公式,重新建立力学模型,求解岩梁内部渗透率的分布状况,并按照渗透率分类标准,将高位瓦斯抽采巷道布置在煤层透气性较好的区域。在煤层倾斜方向,建立二维模型,确定出剪切破坏带的边界,通过分析将瓦斯抽采巷道布置在剪切破坏带以外。最终确定将瓦斯抽采巷道布置在轨道运输平巷上方27.03 m,与轨道运输平巷内错29.82 m的掘进方案。给出了高位瓦斯抽采巷道实际测得的瓦斯抽采量和巷道的变形特征,表明所设计的高位瓦斯抽采巷道的位置合理,能够保证煤矿安全生产需求。     

高位巷道抽放采空区瓦斯实践

分析了沿开采煤层顶板走向方向布置高位巷道抽放瓦斯的基本原理及煤层顶板覆岩采动裂隙分布特征。通过－602mE2C13工作面高位巷道抽放瓦斯试验，论述了高位巷道抽放采空区瓦斯的关键技术和高位巷道布置原则，并指出了应用高位巷道抽放瓦斯技术应注意的问题。     

采空区高位瓦斯抽采技术应用研究

魏家地矿北1103工作面在回采过程中,采空区瓦斯会大量涌入工作面造成上隅角和回风巷瓦斯超限。为治理采空区瓦斯,计算钻孔参数并设计布置方案,在北1103工作面回风巷先后开掘1号、2号钻场,利用高位瓦斯钻孔接续进行瓦斯抽采作业并监测分析上隅角及回风巷瓦斯变化情况。治理结果显示,1号钻场抽采期间,工作面上隅角平均瓦斯浓度为0.48%,回风巷平均瓦斯浓度为0.25%;2号钻场抽采期间,工作面上隅角平均瓦斯浓度为0.37%,回风巷瓦斯浓度为0.22%;平均瓦斯浓度均在0.5%以下,未发生瓦斯超限现象,瓦斯抽采效果显著,治理方法与设计可为相关工程项目提供参考。     

采煤工作面高位钻场抽采卸压瓦斯效果研究

基于贵州松河煤业131204采煤工作面调试期间上隅角瓦斯较大现象,通过理论分析可知瓦斯主要来源于临近层和顶板裂隙带,提出了采煤工作面高位钻场抽采裂隙带卸压瓦斯方法.通过实践分析,该方法使上隅角瓦斯浓度最大由0.8％降低至0.3％,并且本采面上隅角瓦斯浓度控制在0.5％以下,有效降低了上隅角瓦斯浓度.     

采煤工作面高位钻孔抽采采空区瓦斯技术研究

为解决鹿台山煤矿2^#煤层回采工作面上隅角瓦斯浓度频繁超限的问题,以2205工作面为例对高位钻孔抽采技术进行优化。通过UDEC软件模拟研究表明,采空区导气裂隙带发育高度为80 m,“O”形圈宽度范围为距采空区边缘10～46 m,确定最佳布置层位为距煤层顶板50 m,设计高位钻孔的布置参数。工作面回采期间,高位钻孔平均抽放量31 246.5 m³,上隅角瓦斯浓度稳定在0.14%～0.47%,抽采效果良好,保障了工作面的安全高效生产。     

振兴煤矿高位钻孔瓦斯抽采实践

针对振兴煤矿在1501采面倾斜上山回采期间出现瓦斯超限导致瓦斯燃烧的事故,采取了高位钻孔抽采裂隙带瓦斯、埋管抽采采空区深部瓦斯等综合治理瓦斯措施,结果表明,采空区的瓦斯大部分都通过抽采孔而排出,工作面上隅角的瓦斯浓度降低到了0.5%以下,回风流的瓦斯浓度一直在0.3%左右.     

顶板巷瓦斯抽采诱导煤自燃机制及安全抽采量研究

在统计分析顶板巷瓦斯抽采在国内使用情况的基础上,为了协调顶板巷瓦斯抽采与煤自燃的关系,立足解决顶板巷瓦斯抽采诱导煤自燃问题,以耿村矿为例,通过顶板巷气体成分及采空区温度的实测分析,证实了顶板巷瓦斯抽采诱导采空区漏风及自燃的发生。通过数值计算及理论分析,识别了顶板巷瓦斯抽采下的漏风通道存在形式以及漏风动力构成,揭示了顶板巷瓦斯抽采诱导遗煤自燃的作用机制。提出了安全抽采量的概念,基于质量守恒,以风排瓦斯及采空区氧化带宽度为约束指标,建立了安全抽采量数学模型。通过对模型的检验,验证了安全抽采量模型的正确性和有效性。     

高位钻孔瓦斯抽采参数优化技术

为确保高位钻孔稳定高效抽采瓦斯,采用相似模拟试验和数值模拟研究了煤层走向开采和倾向开采过程中上覆岩层采动裂隙场、瓦斯场分布特征,查明了在采空区四周采动裂隙发育的分布特征,沿工作面分别将顶板垮落范围划分为3个区域,从而确定了高位钻孔最佳区域。在此基础上,建立了高位钻孔优化设计的流程及体系,通过理论分析得出各参数的确定方法。     

高位巷道抽放瓦斯技术在桃园煤矿的应用

介绍桃园矿利用高位巷道抽放技术解决工作面瓦斯超限长期困扰安全生产的问 题，并分析总结出高位巷道布置的经验。     

梁北煤矿定向高位长钻孔瓦斯抽采技术研究

采空区瓦斯涌入工作面易造成瓦斯超限,在特定条件下甚至会引发瓦斯爆炸,威胁煤矿安全高效生产。梁北煤矿在采用传统抽采方式治理采空区瓦斯时,存在成本高、抽采效率低、影响生产接替等问题。为此,结合矿井开采及地质条件,利用定向钻孔能精准控制钻孔轨迹、使钻孔有效延伸至裂隙带指定层位的特点,在32051工作面设计施工2个定向高位钻孔抽采工作面采空区瓦斯,同时对实际钻孔轨迹和瓦斯抽采效果进行分析评价。研究结果表明,钻孔瓦斯抽采浓度3.3%～18.6%,瓦斯抽采纯量0.11～0.49 m³/min,回采工作面上隅角瓦斯浓度由原来的0.3%～0.4%降低至0.1%以下。该技术降低了工作面上隅角瓦斯浓度,提高了抽采效率与瓦斯抽采钻孔的经济性,促进了煤矿安全高效开采。     

高位钻孔抽放瓦斯技术研究

新疆焦煤集团1890煤矿在生产中受上隅角瓦斯超限的影响很大,根据1890煤矿6#煤层的实际情况,结合高位钻孔抽放卸压瓦斯的技术原理,利用COMSOL Multiphysics软件模拟和经验公式,确定了适合16122-1工作面高位钻孔的终孔点高度、钻场间距、钻孔抽放半径、钻孔控制范围等设计参数,解决了回采工作面上隅角瓦斯超限的难题。     

高位巷一巷两用瓦斯抽采技术研究与应用

为了解除煤巷掘进期间的煤与瓦斯突出危险和解决工作面回采时的瓦斯超限问题,在松河矿井1031工作面顶板上方布置高位巷,从高位巷内向下施工穿层钻孔在掘进前预抽掘进条带瓦斯,利用高位巷在工作面回采时抽采采空区上部卸压瓦斯。采用一巷两用的高位巷抽采瓦斯方法后,巷道掘进时无煤与瓦斯突出发生,工作面回采时回风流最高瓦斯体积分数不超过0．8％、上隅角最高瓦斯体积分数不超过0．96％。     

走向高位钻孔瓦斯抽采技术研究

结合韦家沟煤矿-320 m水平瓦斯抽采实际,介绍了走向高位钻孔的抽采原理、钻孔布置形式及钻孔参数的确定。通过布置走向高位钻孔对工作面上覆邻近层和部分采空区瓦斯进行抽采,取得了较明显的抽采效果,解决了上邻近层和采空区的瓦斯抽采问题,也为今后瓦斯抽采钻孔参数制订提供了依据。     

瓦斯抽采高位钻孔参数优化研究

 为研究开滦矿区高位钻孔瓦斯抽采技术,论文对国内外高位钻孔抽放手段现状进行了分析,并以此在开滦矿区选取工作面进行了高位钻孔抽采的实践工作,研究了抽放前后工作面关键地点的瓦斯浓度变化,验证了高位钻孔的可行性,最后优化了终孔点高度、超前抽放平距、钻场间距等关键参数。研究结果表明高位钻孔参数的优化能有效防止工作面瓦斯超限。研究结果对改进开滦矿区瓦斯抽采技术,提高瓦斯抽采率方面具有十分重要的意义。     

高位长距离钻孔在矿井瓦斯抽采中的应用

针对余吾煤业瓦斯含量高,掘进过程瓦斯涌出强度大,掘进速度低,本煤层钻孔深度不够,结合澳大利亚威利朗沃公司VLD-1000-T型定向钻机,以N2202工作面为例,对实际瓦斯抽采效果进行考察对比发现,高位裂隙带钻孔的瓦斯抽采浓度和抽采纯量均高于普通裂隙带钻孔,距煤层顶板50 m以上裂隙钻孔抽采效果低于低层位裂隙钻孔,千米钻机钻孔成孔层位控制在距煤层顶板25~40 m,通过提升负压可有效加强千米钻机钻孔的抽采效果。     

老屋基矿高位瓦斯抽放巷合理位置的确定

介绍了盘江煤电集团公司老屋基矿高位瓦斯抽放巷道合理位置确定的有关情况。经过不断探索,找到了适合老屋基矿具体情况的高位瓦斯抽放巷合理位置,保证了最佳抽放效果。     

高位定向钻孔合理层位确定及抽采效果分析

为了有效解决临近层卸压瓦斯通过采动裂隙扩散至本煤层工作面,导致采空区上隅角及工作面回风巷瓦斯浓度超限的问题。以某矿9103工作面为工程背景,采用理论分析与数值模拟相结合的手段,对工作面上覆岩层裂隙演化规律进行分析研究。研究表明：采用UDEC数值模拟软件分析工作面上覆岩层破坏时垮落带和裂隙带演化规律及裂隙带高度分布范围与理论计算结果基本一致,覆岩垮落带最大高度4.9 m,裂隙带最高13.44 m。基于此,确定了工作面覆岩高位钻孔设计方案：在9#煤层上方10 m位置的粉砂岩中,采用高位钻孔技术抽采瓦斯,整体抽采浓度较高,进一步验证了高位钻孔布置参数设计的合理性。     

采空区顶板高位走向长钻孔高效抽采瓦斯机理研究

为了提高采空区顶板高位走向长钻孔瓦斯抽采效率,消除工作面上隅角瓦斯超限事故,以山西华晋吉宁煤业有限责任公司2102综采工作面为研究对象,采用数值模拟、理论分析与现场试验相结合的方法,利用3DEC软件模拟计算2102综采工作面回采期间采空区顶板裂隙场演化过程,根据裂隙场、应力场和应变场分布模拟结果在沿工作面推进方向上划分采空区顶板裂隙加强区范围与压实区范围,工作面推进期间煤层顶板在时间上先后经历裂隙加强区和重新压实区,处于裂隙加强区的钻孔部分为钻孔高效抽采作用区域,钻孔高效抽采段长度与钻孔高效抽采段裂隙发育程度共同决定高位走向长钻孔抽采效率,揭示了采空区顶板高位走向长钻孔高效抽采瓦斯作用机制;在此基础上,在采空区顶板裂隙带高度范围内布置多个高位试验钻孔,进行钻孔瓦斯抽采效果考察,研究结果表明:在保证高位钻孔布置于回风巷内侧顶板裂隙带前提下,最佳布孔层位为距煤层底板60 m左右,同时在高位试验钻孔作用下,上隅角瓦斯体积分数最大值由1.1%降低至0.6%,说明根据回风巷内侧采空区顶板裂隙带高度范围,布置高位走向长钻孔能显著降低上隅角瓦斯浓度。