漳村煤矿高位钻孔布置参数优化

通过对漳村煤矿2203回采工作面原高位钻孔参数设计及抽采效果分析,优化设计出两种不同参数的高位钻孔。抽采结果表明,优化后高位钻孔瓦斯最大抽采浓度从10.56%提高到26.8%;单孔最大瓦斯抽采量从0.336 m3/min增加到0.808m3/min,增幅高达240%。有效地解决了工作面上隅角瓦斯问题,为工作面的安全回采提供了保障。

旋转水射流割缝提高穿层钻孔抽采效果的试验研究

从旋转射流的理论基础和煤岩失效2个方面对旋转射流割缝的机理进行了研究。通过扩大穿层钻孔直径,增加了煤层暴露面积和卸压范围,提高穿层钻孔的抽放效果。结果证明,旋转水射流割缝技术技术可行,抽采效果显著,是提高穿层钻孔抽采效果的有效途径之一。

高产高效矿井瓦斯综合治理技术研究

立足于高产高效矿井在生产过程中,频繁出现瓦斯超限,严重威胁矿井安全可持续发展的实际,提出了针对回采工作面,掘进工作面,顶板冒落空洞,采煤机附近,回采工作面上隅角等瓦斯积聚重点区域的矿井瓦斯综合治理技术与方法,有效的解决了长期困扰矿井的瓦斯超限问题,对于矿井的安全生产具有重要的社会效益,经济效益和安全效益。

高压旋转射流在顺层钻孔强化抽采中的应用研究

分析了旋转射流破煤增透机理,据此研发了井下高压旋转水射流扩孔系统装备及工艺并在城山煤矿进行了现场试验。现场应用表明:高压水射流扩孔后的钻孔孔径为扩孔前孔径的3.3倍;100 m钻孔的平均瓦斯抽放速度是常规钻孔的1.79倍。旋转射流扩孔增加了钻孔周边煤体的卸压范围,提高了煤体的渗透系数,从而大幅度提高了瓦斯抽放量。

深部环境高产高效工作面瓦斯涌出规律试验研究

随着矿井开采深度的增加和开采强度的扩大,以瓦斯含量高、瓦斯压力高、瓦斯涌出量大为主要特征瓦斯问题日益突出。为了研究进入深部环境后高产高效工作面的瓦斯涌出规律,通过在试验高产高效工作面布置测点,实测代表性测点的瓦斯特征参数,分析研究回采面内瓦斯特征参数倾向、走向波动规律,以及充分结合工作面内瓦斯涌出的不均衡性等,进而得到深部环境高产高效工作面瓦斯涌出规律,为矿井的安全高效开采提供必备的依据。

基于BP神经网络的覆岩“两带”高度预测研究

为了研究五阳矿采动影响后上覆岩层卸压带高度变化规律,运用BP神经网络预测分析法,以控制“两带”(垮落带、断裂带)高度的开采方法、工作面长度、工作面推进速度、煤层倾角、覆岩性质、回采高度等致裂因子为输入层,以垮落高度和断裂高度为输出层,借助MATLAB6.x神经网络工具箱,构建了“两带”高度BP神经网络结构,经过BP神经网络模型初始化,BP神经网络模型训练及检验,建立可靠的“两带”高度BP神经网络预测模型。利用BP神经网络预测模型与国外经典预测模型对“两带”高度进行预测对比,得出国外的几种计算方法的误差都比较大,“两带”高度BP神经网络预测模型因其具备非线性函数逼近的特征,计算误差较小;以五阳矿3号煤为研究对象,运用BP神经网络预测模型在多种开采环境下对“两带”高度进行了预测,预测结果与实测结果基本吻合,得出开采方法的改变,影响着“两带”高度变化规律,特定的开采方法条件下“两带”高度与采高呈正相关,增长幅度趋缓;卸采比与采高呈负相关;工作面长与“两带”高度、卸采比均呈正相关,且相关性不受开采方法影响,无论何种开采方法,工作面推进速度与“两带”高度均呈负相关性,且推进速度与“两带”高度线性递减梯度-2.4~4.2 m/(m·d-1),推进速度增至4 m/d时,“两带”高度几乎不变,表明推进速度是“两带”高度发展的抑制因素。研究结果为五阳矿的瓦斯综合治理提供了重要的技术指导。

高位钻孔布置参数优化研究

为了减少瓦斯灾害、提高高位钻孔瓦斯抽采效果,分析和研究各种瓦斯汇集区的确定方法,采用体积分数法确定唐安煤矿3#煤层的顶板裂隙带内瓦斯汇集区,对高位钻孔布置参数进行优化,将优化后高位钻孔参数应用于唐安煤矿3409回采工作面。抽采结果表明,高位钻孔有效长度达到钻孔的65.4%,瓦斯抽采浓度大幅提高且钻孔有效抽采时间增长,单个钻孔瓦斯抽采纯量和钻场内总瓦斯抽采纯量增加3倍以上。参数优化后的高位钻孔增加了回采工作面瓦斯抽采量,有效地减少了工作面回风风排瓦斯量,为回采工作面安全生产提供了保障。

高产高效矿井煤层瓦斯抽采工艺优化

瓦斯灾害因成灾类型多,瓦斯矿井分布广,灾害事故影响大,已成为我国多数煤矿常见自然灾害之首。当前瓦斯治理较为广泛的方法是运用瓦斯抽采技术,降低煤层残余瓦斯含量,而采用何种抽采工艺既能高效的消除瓦斯灾害威胁,又能保证良好的效益是需要权衡的关键问题。以我国高产高效工作面为试验区,通过开展多种瓦斯抽采工艺的对比试验,揭示了各类抽采钻孔在不同抽采孔径、不同间距、不同布置类型等工艺条件下的抽采参数特征,进而得出符合矿井实际的最优工艺类型及最优参数,为矿井的高效抽采提供重要依据。

煤矿勘查中煤岩瓦斯解吸过程模拟实验装置

为了深入研究地勘环境下的煤岩瓦斯的解吸过程,有效的计算瓦斯损失量,准确测试煤岩瓦斯含量,设计制作了地勘环境煤岩瓦斯解吸过程模拟实验装置,该装置具备真空脱气、恒温控制、吸附测试、地勘环境解吸模拟等功能,可有效的开展地勘环境水、泥浆、空气等复杂介质条件下的瓦斯解吸过程模拟,对于探究瓦斯损失的补偿机制,准确测试瓦斯含量大有裨益。

端氏煤矿3112工作面小煤柱沿空掘巷设计研究

为合理确定端氏煤矿3112回采工作面煤柱尺寸,采用数值模拟及现场试验方法,确定3110工作面回采后煤柱弹性区范围在1~4 m,每侧塑性区宽度在6~9 m。采用数值模拟方法分析了留设8、5 m煤柱的可行性,确定采用加强支护的5 m窄煤柱方案,既能满足防突工程要求,又能保证煤柱回采期间具有较好的稳定性,可为类似条件下的小煤柱留设提供参考。

端氏煤矿3110回采工作面抽采达标评判

为了预防瓦斯事故发生,保证回采工作面安全生产,采用顺层钻孔对3110工作面进行瓦斯预抽。共计施工钻孔263个,钻孔总工程量37869.5 m,累计抽采瓦斯1660.61万m^3,吨煤抽采量10.65 m^3。按照《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》要求,从预抽钻孔有效范围、钻孔均匀程度评价、可解吸瓦斯量、通风能力达标方面,对3110采煤工作面进行瓦斯抽采达标评判。

不同开采方法对矿井瓦斯涌出量的影响分析

采用分源预测法对山西泽州天泰岳南煤业有限公司的两种不同开采方案下的瓦斯涌出量进行计算比较分析,结果表明:联合开采老空区采用单一煤层开采更有利矿井瓦斯治理,更有利于矿井安全高效。

端氏煤矿3112工作面煤柱宽度及支护方案确定

为合理确定端氏煤矿3112工作面煤柱宽度及支护方案,本文通过数值模拟方法,进行了8m、5m煤柱的可行性分析并提出两种不同的加强支护方案,最终确定了3112工作面煤柱宽度及支护方案。工作面回采期间,有效地控制了回采巷道的变形量,达到了预期的支护效果。

水力割缝(压裂)综合增透技术在丁集煤矿的应用

介绍了水力割缝(压裂)综合增透技术的工作原理、设备、工艺以及现场试验情况。通过水力割缝扩大穿层钻孔煤孔段的直径,从而达到增加钻孔的煤层暴露面积和卸压范围,增大钻孔抽排瓦斯量,提高钻孔的抽排效果。通过水力压裂使钻孔周围煤体产生更多裂隙,改变煤体物理性质。水力割缝(压裂)综合增透技术为提高低透气性煤层的瓦斯抽放效果提供了一个经济可行的技术途径。

煤层深孔聚能爆破增透技术

阐述了煤层深孔双向拉伸聚能爆破致裂增透机理,及在新丰煤矿进行双向拉伸聚能爆破后抽采钻孔的抽采效果对比试验;实践表明聚能双向拉伸爆破能更好地破裂煤体,增大渗透率,增加煤体的透气性为矿井安全生产提供有力保障,周边抽采孔的浓度、流量、纯量基本上均有大幅提升,2 d后达到最大值后出现衰减但仍比爆破前高,而瓦斯纯量作为衡量抽采效果的最佳指标,提升幅度最大,说明采用聚能爆破后确实提高了煤层透气性。