长钻孔抽采条件下顶板瓦斯运移规律及减涌机理研究

顶板长钻孔瓦斯抽采是实现“以抽代巷”,实现顶邻近层瓦斯抽采,减少开采空间瓦斯涌出量的重要手段。结合顶邻近层瓦斯抽采减少回风顺槽上隅角瓦斯浓度工程实践,研究抽采条件下顶板瓦斯运移规律及其对工作面、回风顺槽瓦斯浓度涌出量减少作用机理,发现采用斜向高位钻孔群抽采造成的瓦斯压力降低区相互搭接,在回风顺槽顶板上方及左右两侧迅速形成1个沿巷道分布的低瓦斯压力区,该区域有效阻隔顶板瓦斯向回风顺槽的涌出;靠近采空区侧的顶板斜长钻孔对采空区瓦斯流动也有影响,可有效降低上隅角顶板附近瓦斯压力,降低瓦斯涌出量;抽采稳定后,工作面中部偏轨道顺槽一侧,仍会保有较高瓦斯压力区域,在工作面回采过程中应予以关注。

高突矿井未开采保护层区域瓦斯治理研究

为解决高突矿井试验工作面未开采保护层区域瓦斯浓度超限难题,基于COMSOL数值模拟分析了抽采参数对煤层瓦斯预抽效果的影响规律,通过物理相似模拟明确了采动卸压瓦斯导流通道。结合工程实际采掘进度,划分“掘进期”和“回采期”,分别开展瓦斯防治工作,采用立体式瓦斯抽采技术开展“顺层+穿层”钻孔瓦斯抽采。分析了掘进期高负压顺层钻孔与穿层钻孔的预抽效果,对比回采期断层附近穿层钻孔瓦斯浓度,研究了瓦斯抽采效果与工作面推进距离的关系。研究结果表明:不同布孔条件下,钻孔外侧瓦斯有效抽采半径在5 m左右,钻孔间距设置为10 m较为合理。掘进期,通过底抽巷施工穿层钻孔抽采邻近层瓦斯,配合顺层钻孔抽采使煤层瓦斯含量由24.37 m^(3)/t降至6.76 m^(3)/t,煤层瓦斯压力由1.62 MPa降至0.47 MPa;回采期,进风巷施工低负压高抽钻孔抽采上层采空区瓦斯,最大瓦斯浓度仅为8.7%。未开采保护层区域瓦斯抽采结合卸压瓦斯抽采技术成功消除了M18煤层的煤与瓦斯突出危险性。

临坡双层粘土地基极限承载力的上限分析

在现有研究基础上,结合临坡条形基础双层粘土地基临近边坡的非对称性特征和层状地基特征,构建出临坡条形基础双层粘土地基的多滑块组合单侧滑移破坏模式;根据速度相容关系和速度三角形闭合条件,确定出多滑块离散模式相对应的机动允许速度场;引入上限极限分析理论,导出临坡条形基础双层粘土地基极限承载力计算模型,在此模型上采用序列二次规划算法进行优化求解,建立了临坡条形基础双层粘土地基极限承载力确定方法.利用Matlab的符号运算功能和优化函数编程计算进行实例分析,并与有限元数值计算结果进行对比分析,表明了本文研究方法的可行性与合理性.

上部邻近层开采对本煤层瓦斯涌出影响研究

传统的瓦斯涌出量分源预测法未考虑到上部邻近层开采对本煤层煤体瓦斯涌出的影响,本文提出在计算回采工作面瓦斯涌出量时,在传统公式q1=K1K2K3·mM(W0-Wc)中加入了系数K4,K4为上部邻近层开采对工作面煤体瓦斯涌出影响系数,取K4=1-ηi,ηi为开采层向上部邻近层排放瓦斯的瓦斯排放率,从而回采工作面瓦斯涌出量计算公式改为q1=K1K2K3K4·mM(W0-Wc)。加入了上部邻近层开采对工作面煤体瓦斯涌出影响系数的计算瓦斯涌出量的方法,比起传统的瓦斯涌出量分源预测方法提高了矿井瓦斯涌出量计算的准确性。

上邻近层卸压抽放钻孔布孔方式改进研究

针对松藻煤矿保护层工作面回风巷钻场卸压瓦斯抽放钻孔布置不能满足瓦斯抽放需要的问题,对钻场卸压瓦斯抽放钻孔布孔方式进行改进,由双向扇形布孔改为沿工作面切割方向单向前倾式布孔。布孔方式改进后提高了钻场瓦斯抽放量,减少了工作面瓦斯超限现象,改进的布孔方式具有较好的实用性。

上邻近保护层开采Y型通风采空区瓦斯分布规律及控制——平煤六矿戊_(8)-32010工作面案例研究

为掌握上邻近保护层开采时Y型通风工作面采空区的瓦斯分布规律,并控制采空区的瓦斯涌出,文中首先针对平煤六矿戊_(8)-32010工作面建立了采空区瓦斯涌出理论模型,依据现场情况设置瓦斯涌出条件并设置了机巷风量与风巷风量配比分别为1∶3,1∶2和1∶1.5时的入口风速,建立了瓦斯-空气混合气体在采空区里运移的方程组,利用FLUENT软件进行了这3种风量配比条件下的采空区瓦斯分布规律的数值试验,将此结果与现场工业性试验结果进行了对比分析,确定了适合该工作面的风量分配,最后利用数值模拟分析了留巷钻孔法的抽采效果。结果表明:越往Y型通风采空区以深,瓦斯浓度越高,且采空区尾部风巷侧体积分数高于尾部留巷侧;风巷风量越大,工作面瓦斯浓度越小,风巷风量越小,工作面和留巷瓦斯浓度越大;在留巷向采空区尾部施工抽采钻孔可以实现瓦斯的高效高浓抽采。

U型通风工作面瓦斯治理效果分析

针对“U”型通风系统存在的问题,屯兰矿12507综采工作面采用全方位的抽采措施后,将上隅角瓦斯控制在0.3%以下,回风巷瓦斯控制在0.4%以下,有效解决了“U”型通风上隅角瓦斯积聚的问题,确保了安全生产。

新型封堵工艺在聚驱下返井上的应用

现有的封堵工艺无法满足聚驱下返封堵的要求,为此,研制了卡块式油管柱锚与Y341-114FPS封隔器组成的下返封堵工艺.该封堵工艺的优点:一是封堵管柱承压高、坐封方便、密封可靠;二是采用上提管柱的方式解封,下入一趟管柱即可将井下封堵管柱全部起出,解封方便;三是封堵管柱的工具成本低,施工费用低,便于推广使用.现场应用表明:下返封堵一次下井102口成功率达100%;36口井验封合格率达100%;3口井打捞解封一次成功率达100%,取得了较好的试验效果.

上部邻近层抽放技术在工作面瓦斯治理中的应用

231采煤工作面在开采过程中瓦斯涌出量较大,严重影响到该工作面的安全且制约了生产的正常进行。通过利用工作面上部9#煤层采空区开展瓦斯抽放工作,合理利用了废弃井巷,缩短了工期,节约了资金,并收到了较好的瓦斯治理效果。

南煤集团12^(#)煤层开采上邻近层瓦斯治理技术

为解决12^(#)煤层回采期间上邻近层瓦斯涌出量大的问题,采用数值模拟分析上邻近层瓦斯运移规律,得出上邻近层瓦斯会分别在10^(#)、11^(#)煤层和9^(#)煤层附近形成低位和高位瓦斯富集区,基于模拟结果设计上邻近层瓦斯治理采用高位+低位钻孔联合抽采的方式。结果表明:抽采方案实施后,瓦斯抽采率在85%以上,回采期间无瓦斯超限现象。

综采工作面回采期间上邻近层瓦斯治理技术

针对本煤层工作面开采过程中,上近邻煤层和采空区瓦斯涌入影响工作面安全开采的问题,以官地煤矿23511工作面为背景,针对上部实体煤和采空区两种情况,分别布置顶板钻孔和裂隙带钻孔以及采空区钻孔,解决了工作面瓦斯涌出量大、瓦斯浓度高的问题。现场实测:工作面瓦斯抽采率达到72.7%,回风流瓦斯浓度平均0.2%,有效保障了工作面安全高效生产。

红阳三矿703工作面瓦斯综合治理技术探讨

红阳三矿703综采工作面瓦斯涌出总量预计为32.24 m^(3)/min。为解决瓦斯涌出量大的问题,通过分析得出采面瓦斯来源为本煤层、邻近层和701采空区瓦斯涌出,并提出顺层孔、顶板瓦斯抽采巷、回顺交叉迈步埋管、斜交孔综合治理技术措施。从现场实施情况来看,工作面已经回采375 m,平均日产煤5326 t,工作面进风量1600~1800 m^(3)/min,回风流瓦斯体积分数0.25%~0.46%,治理效果显著。

低渗透性煤层群邻近层瓦斯卸压抽采技术

在煤层群开采过程中,本煤层开采会使得工作面围岩应力重新分布,邻近煤层内赋存的吸附态瓦斯卸压解吸。同时岩层移动与破断在上覆煤岩层中形成采动裂隙,瓦斯大量涌入工作面。为了解决临近层瓦斯涌出造成的工作面瓦斯超限,通过研究上覆岩层破坏规律并结合工作面原有瓦斯抽放状况,对原有抽放钻孔参数进行优化,优化后钻孔瓦斯抽放浓度提高了21.2%,工作面风排瓦斯量降低了18.33%,安全性大大增加。