瓦斯抽采钻孔封孔质量检测及定量评价方法

封孔质量是决定钻孔抽采效果的关键因素之一,长期以来封孔质量都是通过抽采浓度、抽采纯量等参数间接地反映,缺乏封孔质量的定量检测手段和定量评价方法。为了对瓦斯抽采钻孔内的漏风点进行精准定位,对钻孔各漏风点的漏风量进行定量计算,建立瓦斯抽采钻孔封孔质量的分级与评价方法,在分析钻孔封孔质量影响因素的基础上,研究了封孔漏风条件下,钻孔内部瓦斯体积分数、抽采负压等抽采参数的变化规律。研究发现,在漏风点上下游处的瓦斯体积分数及负压等抽采参数将会发生突变,而在不漏风的区段瓦斯体积分数则保持基本稳定,据此建立了钻孔漏风量和漏风率的计算方法。本文采用负压引射采样原理,将一根探测杆伸入钻孔不同深度,可以测定抽采钻孔内不同深度处的瓦斯体积分数、负压等参数,准确判断漏风点的位置。由于钻孔内瓦斯均来源于钻孔深部,在封孔段瓦斯总量保持不变,根据抽采参数的变化可以定量计算各漏风点的漏风量和漏风率。以王家岭矿为试验现场,针对2种不同的封孔方法进行了抽采钻孔封孔质量的现场检测和定量评价,结果表明采用“两堵一注”带压封孔方法的抽采钻孔漏风钻孔数仅占总钻孔数的5.0%、平均漏风率为3.28%、单孔最大漏风率为3.28%,而采用聚氨酯-水泥砂浆常压封孔方法的抽采钻孔漏风钻孔数占总钻孔数的60%、平均漏风率为46.03%、单孔漏风率最大为83.84%。最后,根据钻孔漏风对抽采效果的影响,提出了封孔质量等级划分指标和相应的处理措施。现场应用证明,建立的封孔质量检测方法操作简单、稳定可靠,采用漏风率等指标对抽采钻孔封孔质量进行定量评价是可行的和有效的。

低瓦斯煤层高强度开采矿井瓦斯涌出特征及分源治理

为了揭示高强度开采低瓦斯煤层而导致的高瓦斯矿井的瓦斯涌出和瓦斯防治特点,以王家岭矿为例,采用现场跟踪考察和测试的方法,分析了回采工作面瓦斯涌出特征,提出了适用该矿的瓦斯治理措施,并对瓦斯治理效果进行了评价。针对该矿低瓦斯煤层高强度开采的特点,提出了"以顶板高位定向钻孔和上隅角埋管抽采卸压瓦斯相结合"的瓦斯治理模式,瓦斯治理效果的现场考察发现:顶板高位定向钻孔平均抽采纯量为1.33 m^3/min,最大为2.82 m^3/min,上隅角平均瓦斯抽采纯量为0.91 m^3/min,最大为1.30 m^3/min。

王家岭矿综放工作面上隅角瓦斯体积分数场分布规律研究

针对煤矿综放工作面上隅角瓦斯积聚严重影响安全生产的问题,从综放工作面上隅角瓦斯体积分数场分布规律与上隅角瓦斯抽采的关系出发,采用MATLAB场分析法,以山西中煤华晋能源有限责任公司王家岭矿12318综放工作面的正方形上隅角为研究对象,对上隅角区域的瓦斯体积分数场分布进行了分析。结果表明:12318综放工作面上隅角靠近采空区一侧以及靠近回风巷外侧煤壁处瓦斯体积分数较高,最高可达0. 5%;靠近工作面处瓦斯体积分数较低,仅为0. 10%～0. 25%。这对于合理有效地治理上隅角瓦斯体积分数超限问题具有重要的指导意义。根据研究结果,提出了采用顶板走向定向高位钻孔抽采和埋(插)管抽采等综合瓦斯治理方法,该方法有效地降低了上隅角瓦斯体积分数,即从0. 7%降低至0. 3%左右。