地面直井大液量水砂压裂增透技术研究与应用

新元煤矿现主采3号煤层,整体呈北高南低的单斜构造,北边布置有四、五采区为区域预测无突出危险区,南边布置有二、十采区为突出危险区。针对3号突出煤层瓦斯含量高、渗透率低、瓦斯突出危险性高等问题,在3号煤层二采区、十采区工作面对应的地面上方设计施工了36口压裂井开展地面井大液量水砂压裂增透工程,综合考察压裂前后煤层瓦斯含量、突出危险性指数等变化情况,评价地面井水砂压裂技术在瓦斯治理中的作用。结果表明,通过采取地面井水砂压裂措施,提高了煤层透气性,有效降低了煤层瓦斯含量和井下瓦斯突出风险,保障了煤矿安全开采,并且缩减了井下瓦斯治理周期,提高了煤矿采掘效率。

新元煤矿煤层机械造穴钻孔有效瓦斯抽采半径测定

为保障新元煤矿3号煤层钻孔瓦斯抽采效果,需要科学、合理地确定瓦斯抽采参数,而钻孔有效抽采半径是其重要的参数之一,直接关系到预抽钻孔布置和预抽时间的长短。采用残余流量法和初始流量法综合考察,确定了新元煤矿3号煤层机械造穴有效抽采半径。通过现场实测得出,采用残余流量法测试2组机械造穴有效抽采半径分别为3.5、4.0 m;采用初始流量法测定3号煤层在单孔抽出率为45.94%时,抽采60 d后,其机械造穴有效抽采半径为5.55 m。

增透工作面近距离邻近层瓦斯治理技术应用实践

针对低透煤层群开采普遍采用增透措施致使煤层群间裂隙发育贯通、导致近距离邻近层瓦斯治理困难的问题,提出了一套近距离邻近层瓦斯治理技术,包括邻近层煤层顶板布置高抽巷、施工超前穿层抽采钻孔、构筑双重密闭墙及抽采系统安装等工作,提出了高抽巷双重密闭墙的构筑要求及参数,并在现场进行了实践应用。结果显示:2.0 m和1.5 m厚的双重永久密闭墙可以有效防止高抽巷漏气;随着工作面推进至高抽巷15 m范围,顶板垮落形成的卸压范围覆盖到了高抽巷钻孔抽采区域,钻孔抽采浓度大幅增加,由平均8%提升至40%,抽采纯量达11 m3/min,抽采效果提升明显;工作面尾排巷和回风隅角平均瓦斯浓度分别下降了63.2%和21.3%,均降幅明显;工作面月最高推进度提升了25%。这表明,提出的近距离上邻近层瓦斯治理技术应用效果较好,为高效治理邻近层瓦斯提供了借鉴和参考。

软岩巷道支护技术研究与应用

一直以来,软岩巷道支护都是煤矿建设与生产所面临的重要问题之一。通过对软岩巷道支护原理、软岩巷道支护中存在问题的分析,提出了以"架棚+锚网+注浆"。三位一体的巷道支护技术方案,并针对不同围岩性质分析了相应的支护技术。实践证明,该技术在软岩巷道支护中的应用不仅有效增强了巷道的稳定性,而且降低了巷道的维修量。

深部巷道围岩破坏机理及支护策略探讨

随着我国煤矿开采深度的不断增加,围岩控制及支护技术成为深部巷道开采的聚焦点。由于我国煤矿地质条件较为复杂,因此了解煤矿深部巷道开采特点,研究相应支护技术,提出有效的煤矿深部巷道围岩稳定性控制措施,是煤矿深部巷道安全作业的必备课题。

新元矿瓦斯抽采在线监测系统的应用实践

针对新元矿瓦斯抽采实际情况,为实时统计分析瓦斯抽采量,构建了一套基于KJ370瓦斯抽采管网监控系统的瓦斯抽采在线监测系统,并研发了传出终端软件评价系统,实现了瓦斯抽采实时监测、数据评估分析与远程监控等功能,与孔板人工观测计量手段相结合,提高了瓦斯抽采计量数据的准确性。新元矿瓦斯抽采在线监测系统的构建及应用,在很大程度上加快了该矿数字化矿井建设进程,可供类似矿山参考。

新元矿低透气性煤层顺层倾向长钻孔区域瓦斯预抽技术优化

低透气性瓦斯突出煤层在以往的顺层预抽钻孔管理过程中,长期存在钻孔抽采浓度低、抽采量小、周期长、抽采整体效果差等问题,不仅给矿井消突工作造成了巨大压力,而且导致矿井出现衔接紧张局面。以新元矿为例,分别从管路、钻孔间距、钻具、封孔、联孔、计量等多方面对低透气性煤层顺层倾向长钻孔区域瓦斯预抽技术进行了优化,在不采用任何增透措施的前提下,可实现本煤层瓦斯高浓度高效抽采,有效缩短矿井抽采达标时间,为确保井下抽掘采平衡奠定了基础。