下向测压孔封孔技术应用研究

在注浆封孔法中,与上向穿层测压孔封孔相比,由于水泥浆和水的重力作用,下向穿层测压钻孔封孔时难以形成测压室,导致测压不准确。对下向测压钻孔封孔技术进行了研究,详细叙述了下向测压钻孔的钻孔施工、封孔材料、封孔要求及封孔过程。该技术在中平能化集团一矿得到现场应用,取得了较好的效果。

基于瓦斯地质可视化的差异化协同抽采技术研究

为了解决突出煤层固定孔间距的抽采方式难以满足瓦斯灾害的高效、协同治理的需求,以林华煤矿2091工作面为工程背景,提出一种基于瓦斯地质可视化的差异化协同抽采技术,取代以往抽采钻孔的粗放设计模式。首先将瓦斯地质等相关信息录入瓦斯地质可视化系统,通过系统实现工作面瓦斯地质信息的动态展示和可视化;其次制定瓦斯含量界定准则,识别与划分工作面的低瓦斯区、中瓦斯区和高瓦斯区,在“应抽尽抽”的原则下,结合采掘进度差异化设计抽采钻孔;最后通过防突信息分析模块自动生成防突预测图,有效识别瓦斯治理空白带,进一步优化抽采钻孔设计。研究表明:2091工作面整体抽采时间控制在30~150 d,残余瓦斯含量为4.53~5.88 m^(3)/t,回风瓦斯浓度为0.22%~0.41%,上隅角瓦斯浓度为0.30%~0.47%,实现了对2091工作面瓦斯高效、协同治理。

贵州突出矿区局部突出危险性预测敏感指标研究

为了验证贵州煤矿区目前所采用的局部突出危险性各预测预报指标的敏感性,在对区内典型突出矿井调研基础上,利用三率法和指标与突出危险性相关性分析2种方法,对贵州突出矿区预测预报指标的敏感性进行了研究。结果表明:贵州煤矿区目前所采用的预测预报指标中,以钻屑瓦斯解吸指标最为敏感,钻孔瓦斯涌出初速度次之,钻屑量和钻屑温差敏感性最差。钻屑瓦斯解吸指标中,安顺、黔西南和六盘水地区K1整体情况更为敏感,毕节和遵义地区Δh2相对更为敏感。由于钻屑瓦斯解吸指标不能反映地应力因素,钻屑量敏感性差,建议贵州煤矿区采用钻孔瓦斯涌出初速度,配合钻屑瓦斯解吸指标进行局部突出危险性预测预报。

采动影响下突出煤层地质异常区域的微震特征规律研究

煤与瓦斯突出灾害是当前威胁矿井安全生产最为严重的动力灾害之一,断层等地质异常区域极易诱发该类事故的发生。通过分析采动影响下突出煤层的断层活化力学机制,以贵州某突出矿井掘进巷道为例,利用高精度微震监测系统对掘进过程中的微震时空分布与演化规律进行了研究,分析并获得了采动范围内地质异常区域的微震响应规律。结果表明,工作面掘进期间微震事件群普遍分布于巷道周围,最远可达前方112.8m、后方91.0m;采动引起断层上下盘错动导致岩体内部能量的释放,是断层活化型微震活动的主要原因。通过对采动过程中影响范围内断层的实时监测发现,在与断层区域相距15m时,该区域微震事件增加,初期以大能量震动信号为主;随着与断层距离的缩小(5m),微震事件数逐步增加到峰值,并主要聚集于断裂面周围;随着断层形成新的稳定结构,微震活动减弱并逐渐恢复平稳,这时微震事件逐渐减少直至平静。由此可以看出,采动影响下的地质异常区域存在明显的微震响应特征,这为深入分析断层控制型瓦斯突出事故发生机理,实现煤与瓦斯突出的准确预警提供了一种新的思路。

基于灰色预测模型与一元线性回归模型的煤矿瓦斯涌出量预测比较

在介绍灰色预测模型和一元线性回归模型的基础上,结合某煤矿实际,采用两种模型对瓦斯涌出量进行了预测,并对两种模型的预测值进行比较,结果表明:对基本符合线性关系的数据,采用灰色GM(1,1)模型较一元线性回归模型的预测精度要高。

煤矿井下掘进巷道瓦斯涌出R/S分析

为了掌握煤与瓦斯突出危险性变化情况,分析了煤层瓦斯涌出量影响因素,采用R/S分析方法对煤矿掘进巷道瓦斯涌出情况进行研究,得出结论:掘进巷道瓦斯涌出时间序列具有分形特性,当检测到瓦斯涌出时间序列的Hurst指数出现降低趋势并有较大波动时,说明将会出现瓦斯涌出异常,需要提前采取一定的安全防范措施。

智能化钻孔设计与审查系统的研究

为解决传统人工钻孔设计作业效率低、易出现空白带、设计不合理等问题,以WebGL技术支撑场景可视化的搭建,对钻孔设计作业的自动化方式展开研究,以设计的相关参数为依据,以输出钻孔设计参数表和成果CAD为目标,对规程规范、专家经验、布孔方式等影响设计的相关因素进行总结,构建了多种类型的钻孔设计模型。结果表明:系统能有效降低人工作业成本,设计成果能合理规避抽采空白带,自动输出的钻孔设计参数表与人工设计相符合,输出的成果图纸具有较好的施工指导意义,为煤矿企业人员全角度解读钻孔设计的合理性提供了支撑。

一种煤体电脉冲增透技术及试验分析

我国是世界上煤与瓦斯突出灾害最为严重的国家,瓦斯灾害影响着我国煤矿安全生产,防治瓦斯灾害的有效方法是采用瓦斯抽采技术。贵州是国家重要能源基地,大部分矿井所开采的煤层多属于低透气性煤层,各矿区主采煤层大多数为较难-难抽采煤层,主采煤层在未卸压的情况下瓦斯抽采普遍较为困难。为了保障煤层瓦斯顺利抽采,对低渗透煤层开展增透是目前常用的技术手段,如采用二氧化碳致裂增透、水力化增透及电脉冲增透措施等。

液态CO_(2)相变致裂对抽采有效半径影响的试验研究

针对轿子山煤矿M9煤层渗透率低、瓦斯含量高、压力大等特点,将液态CO_(2)相变致裂技术应用于本煤层增透工程试验。从多角度探究了CO_(2)相变致裂增透原理,通过分组对比试验,重点考察致裂孔不同施工顺序、不同装液量对有效抽采半径的影响。结果表明:预抽时间相同时,先施工辅助钻孔致裂时会提供更多的裂隙通道,应力波传播时阻力降低更多,从而使瓦斯抽采有效半径更大;预抽时间90d内致裂孔瓦斯抽采有效半径与装液量呈正相关,预抽时间在90~150d时,在构造应力作用下,钻孔变形大,装液量越多的致裂孔瓦斯抽采有效半径越小;致裂后钻孔瓦斯抽采有效半径是普通孔的3.6~4.2倍,单孔抽采瓦斯纯流量平均增加2.9~5.8倍,瓦斯抽采浓度增加2.3~3.1倍,瓦斯有效预抽时间缩短65%以上。研究结果可为瓦斯抽采钻孔的合理布置提供参考依据。

微震监测系统传感器安装技术及应用

针对埋入式和外挂式微震传感器安装方式存在的问题,根据义忠煤矿微震监测系统建立的目标,对现有ESG微震传感器安装技术进行了改进和试验。结果表明:该装置既能保证传感器与煤岩体的充分耦合,又能支撑钻孔、保护传感器,方便快捷地对传感器进行安装固定和回收利用。

贵州煤矿区煤层突出危险程度评价技术及保护层选择

针对贵州煤矿区近距离突出煤层群保护层选择存在的问题,建立了基于层次分析与灰色关联相结合的煤层突出危险程度评价技术和分级指数模型,并应用该技术对贵州主要含煤构造单元及典型矿井煤层突出危险程度进行评价和排序。

贵州省煤矿瓦斯抽采技术装备现状与展望

针对松软低透煤层需应对瓦斯治理问题与如何应用瓦斯抽采装备的科学难题,基于贵州省瓦斯抽采技术装备取得的代表性成果,选取典型矿井介绍了定向和大功率钻机及瓦斯抽采成套附属装备现状,总结概括了其适用条件、使用过程中存在的优缺点,并对瓦斯抽采效果进行了评价。从支管抽采瓦斯浓度、钻孔的孔深、支管抽采瓦斯浓度衰减速度指标侧面反映ZDY-6000LD(F)定向钻机使用效果优于ZDY-4000LR大功率钻机。通过贵州省瓦斯抽采技术装备存在的问题,提出对定向钻机升级改造、随钻测量设备的开发与煤岩智能判别机制分析、定向钻机联合孔代巷技术进行瓦斯抽采研究以及基于钻孔大数据云技术的理论模型等研究方向进行概述,对贵州省煤矿抽采技术与装备发展进行展望。研究为未来矿井工业实现由劳动密集型向智能化、自动化等特点的技术密集型转变提出新的技术路径。

贵州煤炭工业科技创新进展及“十四五”时期发展方向

系统总结了“十三五”时期以来贵州煤炭工业取得的重要科技创新成果,立足贵州实际,分析了当前煤炭工业科技发展面临的问题和不足,提出了“十四五”时期贵州煤炭工业科技发展的目标。根据新时期煤炭工业科技创新发展目标,提出“十四五”时期贵州煤炭工业科技创新发展重点任务,以重大科技项目为载体,主要从核心技术攻关、重大科技示范、先进适用技术推广和创新平台建设4个方面加大科技攻关,为“十四五”时期贵州煤炭工业科技发展方向提供了指导意见。

基于叠加效应顺层瓦斯抽采布孔间距优化研究

针对顺层瓦斯抽采钻孔布孔间距存在的盲从性与模糊性等问题,通过数值模拟软件,研究分析相同布孔间距和不同布孔间距条件下受抽采叠加效应影响煤层瓦斯压力变化,并推导布孔间距与单钻孔抽采半径的关系式,以此确定合理布孔间距。结果表明:受抽采叠加效应影响,相邻钻孔内测瓦斯压力低于外侧同距离处瓦斯压力;随布孔间距的增加,相同位置处受抽采叠加影响逐渐减弱;以某矿M12煤层11122运输巷为考察地点,得出120 d的预抽期有效抽采半径为2.2 m,多孔抽采的布置间距为4.4~6 m,并验证了布孔间距与单钻孔抽采半径关系式的正确性,为现场瓦斯抽采治理提供一定的理论依据。

六盘水煤田突出煤层分布特征及瓦斯防治对策建议

针对六盘水煤田煤与瓦斯突出灾害严重,防突工作难度大,通过分析本矿区煤层及瓦斯赋存特征,绘制矿区瓦斯地质及突出煤层分布图,并结合本矿区突出灾害面临的形势及防突工作存在的问题,提出六盘水煤田瓦斯防治技术方法及对策建议,为六盘水煤田煤与瓦斯突出灾害防治工作提供依据。

2005—2014年贵州煤矿事故统计分析与建议

通过对贵州2005-2014年煤矿安全生产事故情况进行统计分析,得出贵州煤矿产能逐年提高、安全生产形势呈现稳步好转、事故起数和死亡人数逐年下降的趋势。对贵州省煤矿事故发生的类别、企业性质、事故发生时间、所属区域等进行规律分析,查找各类事故发生的原因并根据经验进行总结,给出加强基础研究,采用先进技术、装备等预防和减少煤矿事故的相关建议。

突出煤层区域预测指标W-P模型优化及应用

为了获取适合贵州不同矿区瓦斯含量和瓦斯压力内在关联,并能准确计算出符合煤层特征的两者指标测值,通过统计8个矿区57对矿井107组煤层瓦斯基础参数数据,基于Langmuir方程,引入破坏系数X和瓦斯放散初速度△p,建立了W-P优化模型,并对W-P经典模型与W-P优化模型在贵州矿区的适用性进行了对比研究。结果表明:W-P优化模型计算得到的瓦斯含量及压力数据与实测值拟合度较高,且随着实测值样本量的增加,拟合度逐渐增高;反演瓦斯含量及反演瓦斯压力的平均相对误差分别为6.44%和14.27%;相对于经典模型,优化模型的平均相对误差分别降低了17.54%和83.59%;应用W-P优化模型确定了矿井M16煤层瓦斯含量和瓦斯压力临界值分别为8.0 m^(3)/t和0.74 MPa,与M16煤层实际发生瓦斯动力现象处的瓦斯含量和瓦斯压力值相吻合。

贵州典型煤与瓦斯突出事故原因初步分析及对策

在了解贵州煤矿区煤与瓦斯突出典型特征基础上,对2012年以来发生的5起煤与瓦斯突出事故特点和原因进行分析,指出了突出事故频发的客观原因和组织管理原因,并提出了针对性的防范措施,为提高矿井安全管理水平奠定了基础。

近距离突出煤层群合理开采顺序优选方法

针对近距离突出煤层群合理开采顺序存在的问题,结合保护层开采原则,构建了基于一票否决和综合类指标相结合的合理开采顺序优选方法,并对贵州五轮山煤矿开采的6层煤的合理开采顺序进行优选评价,优选顺序与矿井生产实际相吻合,对矿井的安全高效生产提供技术支撑,同时也为类似开采条件矿井首采层选取、瓦斯治理提供有力的保障。

低渗透性煤层CO2相变致裂增透规律及应用

针对轿子山煤矿M9煤层采掘过程中,煤层瓦斯含量高、压力大、抽采效率低、瓦斯治理周期长等问题,应用具有“增透”和“置换”双重效应的CO 2相变致裂增透技术,提高煤层透气性和瓦斯抽采效率。在轿子山煤矿9807运输巷进行CO 2相变致裂增透试验,重点考察不同致裂方式、不同布孔方式的致裂孔瓦斯抽采效果。结果表明:致裂孔抽采瓦斯纯流量是普通抽采孔的2.0~2.8倍,抽采瓦斯浓度提高1.7~2.4倍。在煤层赋存及钻孔条件相似的情况下,延时起爆(二次)致裂方式的钻孔有利于裂隙延展,增大裂隙范围;在致裂孔两边施工辅助孔时,为高压CO 2气体提供了自由面,减小了其向周边传播阻力,能够增大致裂孔影响范围,从而提高瓦斯抽采效率。