陕西省煤矿瓦斯灾害防治现状及对策研究

对陕西省煤矿瓦斯灾害特征进行了整体分析,并重点分析了韩城矿区3号和11号煤层瓦斯突出特点。分别对高瓦斯矿井、瓦斯突出矿井采取的灾害防治方法及存在的不足进行了较为全面的阐述。瓦斯突出矿井形成了地面L型钻井水力压裂区域瓦斯排采技术、穿层钻孔高压水射流钻扩一体化瓦斯抽采技术等10项瓦斯抽采技术、瓦斯抽采“四化”经验和智能管控平台系统,但在矿井通风、瓦斯地质、瓦斯抽采和瓦斯管理等方面存在不足;高瓦斯矿井形成了诸多先进经验、典型先进模式,但在瓦斯地质、通风系统、防突措施、安全防护、监测监控和管控模式等方面存在不足。提出了高瓦斯矿井和瓦斯突出矿井灾害防治对策,认为高瓦斯矿井应从瓦斯地质探测、瓦斯抽采系统、通风系统及瓦斯管理等方面加强针对性瓦斯防治对策:瓦斯突出矿井应进一步开展突出机理及规律精细化研究,实施区域性预测及大区域预测防控技术,推广瓦斯灾害远程在线智能预警,加强矿井防突技术、设施及人才管控力量。

高瓦斯矿井煤层的瓦斯治理技术分析

针对7105工作面瓦斯涌出量大的问题,结合现场情况以及煤层赋存情况,提出采用高位瓦斯抽采钻孔+顶板定向长钻孔+地面瓦斯抽采相结合的方式进行治理。高位瓦斯抽采钻孔分为高位裂隙瓦斯钻孔和高位拦截钻孔,可实现采空区顶板裂隙瓦斯抽采并拦截上覆3号煤层卸压钻孔;利用顶板定向长钻孔钻进距离长、钻孔轨迹可控的优点,实现顶板瓦斯长距离接抽;利用地面钻孔钻进方便、效率高以及抽采量大的优点,实现7105采空区内及3号煤层卸压瓦斯等抽采。采用以上瓦斯治理措施布置方案后,7105工作面回风隅角、回风巷瓦斯浓度均在安全范围内且波动较小,采面瓦斯涌出量较小,可为采面安全高效生产创造良好条件。

地面精确定位钻孔在矿井火灾抢险救灾中的应用

盐井一矿因采煤工作面火灾事故导致4个井筒井口全部封闭。为实现对井下火区高效快速灭火,防止发生因高瓦斯突出矿井火灾蔓延引发的瓦斯煤尘爆炸二次事故,并最终实现矿井安全启封,采用雪姆钻机施工,在井下火区高温火点地面对应位置施工了2个精确定位垂直钻孔,分别穿透采煤工作面上部采空区垮落带。地面钻孔现场施工过程中,实现精确定位、安全施工、成功下套管,经钻孔窥视和检测,确认施工到位。该应用可为地面大流量注液氮灭火和帷幕注浆封堵提供装备、技术和工艺保障方面的指导。

顶板高位定向钻孔瓦斯(CO_(2))治理技术研究与应用

海石湾煤矿是罕见的煤与瓦斯(CO_(2))突出矿井,为进一步降低工作面回风流和上隅角瓦斯(CO_(2))浓度,设计在62241工作面回风巷施工顶板高位大直径定向钻孔抽采采空区瓦斯(CO_(2)),以孔代巷,解决回采工作面采空区瓦斯(CO_(2))涌出问题;结合“竖三带”理论,对大直径高位定向钻孔最佳布孔范围进行了分析和确定,通过定向钻进技术使钻孔分布在煤层顶板回采断裂带(“O”型圈)内,保障工作面回采过程中的瓦斯抽采通道。顶板高位大直径定向钻孔在平面上的布置距离回风巷10~70 m(控制工作面倾斜长度1/3);高程布置距离煤层顶板16~28 m,有效降低了工作面回采时上隅角和回风流中的瓦斯(CO_(2))浓度。工程应用表明,大直径顶板高位定向钻孔在瓦斯(CO_(2))治理的效果、成本、施工效率等方面均优于传统高位普通拦截钻孔。

胡底煤矿强化瓦斯综合治理技术研究

为解决胡底煤矿瓦斯含量大,瓦斯涌出量高,防止煤与瓦斯突出的发生,采取底抽巷穿层钻孔预抽掘进工作面,采用定向千米长钻孔及顺层钻孔强化抽采补充预抽回采工作面,并提出地面网络预抽、区域模块降量、底抽穿层保掘、高位顺层保采的综合理念,形成胡底煤矿特有的瓦斯治理模式。

高突矿井瓦斯网状抽采与利用技术

为实现煤炭开采过程中通过抽采瓦斯达到安全开采并利用瓦斯发电,实现绿色开采,达到抽、采、用等循环经济发展模式,最大限度地减少碳排放,平煤股份四矿通过建立网状瓦斯抽采系统,利用低体积分数(6%～10%)瓦斯发电,采用非电溴化锂机组矿井降温技术和超低瓦斯体积分数(0.2%～0.4%)乏风氧化技术,使矿井瓦斯抽采率达到70%,回采工作面回风流瓦斯体积分数由0.8%降低到0.3%～0.4%,安全系数提高了2倍,使矿井年利用瓦斯量达到780万m3,发电600万kW.h,相当于每年减少了碳排放9.05万t,实现了煤与瓦斯共采。

高突矿井巷道掘进过程中危险源预警系统的研究

为了对高突矿井巷道掘进过程中可能遇到的突出煤层进行预警,以便及早消除安全隐患,预防灾害的发生,研究了突出煤层的精细地质模型的构建,并通过GIS最短距离分析方法计算巷道掘进头到突出煤层的法距;基于Longruan GIS3.0和煤矿虚拟环境系统VRMine,研究开发了高突矿井巷道掘进过程中危险源预警系统,实现了预警模型的三维可视化以及预警评价,并用新庄孜煤矿的实际数据进行了实例验证。结果表明,高突矿井巷道掘进过程中危险源预警系统可以辅助煤矿安全管理。

高突矿井条件下厚煤层防突技术的实践

在区域综合防突和局部综合防突2个四位一体的基础上,结合寺河煤矿井田范围内的煤层瓦斯赋存情况,介绍了在高突矿井条件下,厚煤层防突工作的具体做法,建立了一套完整的防突技术体系。

高突矿井厚煤层巷道掘进瓦斯涌出规律

为了寻求一套适合高瓦斯突出矿井厚煤层开采的技术方法、实现安全高效回采,研究了高突矿井同一区段厚煤层保护层、被保护层与先抽后采煤层三种情况下煤巷掘进期间瓦斯涌出规律,对比分析了各巷道瓦斯涌出差异的原因。研究结果表明:采用大面积预抽煤层瓦斯的方法可以有效降低煤层瓦斯含量、保证巷道掘进安全。该方法作为区域性防突措施是安全、经济、可行和有效的,而且比开采保护层的方法更加经济、高效,尤其是高突矿井厚煤层群的回采,采用该种措施的经济效益和社会效益更加明显。

山区高突矿井底板瓦斯抽放巷改进与应用

突出矿井煤巷的快速掘进一直是个难以解决的问题,目前煤矿大都是布置底板瓦斯巷,对工作面两巷进行消突,因此,底板瓦斯巷的布置成了关键。为了解决这一问题,以米箩煤矿为研究对象,在原矿井设计方案的基础上,利用山区煤矿的地形条件,优化设计了两条措施运输平硐和措施回风平硐,底板瓦斯巷从主斜井和措施平硐同时相向掘进,同时相向对工作面两巷预抽瓦斯,同时相向掘进工作面两巷。实践证明,工作面运输平巷掘进用时90d,掘进901.1m,工作面回风顺槽掘进用时121d,掘进927.8m,比原计划用时缩短了30%,加快了工作面两巷掘进速度,掘进过程中未发生突出事故,实现了工作面两巷的安全快速掘进。

突出矿井煤巷快速掘进技术研究

煤巷掘进一直是影响和制约突出矿井采掘正常接替的"瓶颈"问题。皖北煤电集团公司祁东煤矿在煤巷施工过程中,通过采取改进瓦斯治理方案、合理选择支护工艺和施工方法、优化业务流程和劳动组合等一系列措施,实现了煤巷快速掘进。文章详细阐述了煤巷快速掘进的技术和经验。

瓦斯突出危险带的三维地震探测技术

研究了利用三维地震探测瓦斯突出危险带的技术 ,并在淮南潘三矿进行了应用和验证。研究结果表明 :高分辨率三维地震可以探测落差大于 3m的小断层和相应幅度的小褶皱 ,断层和褶皱可以造成构造应力集中、煤体破坏、瓦斯聚集和突出 ,通过对断层破坏和褶皱变形程度的定量评定可以划分瓦斯突出危险带。应用三维地震技术探测瓦斯突出危险带具有广泛的应用前景。

高压水射流技术在煤矿预抽防突中的试验研究

将优化改造后的高压水射流装置应用于四川芙蓉白胶煤矿,进行预抽放瓦斯前的煤体切割,使预抽放钻孔之间形成一系列人造裂缝,然后再进行防突预抽,结果发现切割后的煤体,其瓦斯的预抽放率得到了极大提高,预抽放时间也大大缩短,效果很好,试验获得成功。

中国不同地质时代煤层瓦斯区域分布特征

通过完成1：200万中国煤层瓦斯地质图项目，系统地整理了中国近2000对矿井瓦斯涌出和谋与瓦斯突出资料，划分出88个瓦斯带，研究了中国不同地区、不同地质时代含煤地层的煤层瓦斯保存和生成条件，结合中国诸含煤地层的成煤条件、地质演化历史和煤化作用等，论述了不同时代含煤地层的煤层瓦斯分布特征。其中，石炭-二叠纪含煤地层成煤条件较好，深成煤化作用程度较高、盖层厚，是形成中国高瓦斯区。高瓦斯带。高瓦斯矿井的主要煤层。早、中侏罗世含煤地层虽然分布面积广、成煤条件好、资源量居诸含煤地层之首，但由于煤化程度偏低，又加上瓦斯风化带普遍较深，多为低瓦斯矿井和低瓦斯带分布。但在中国西部，大型含谋盆地周边多受逆冲推覆构造控制，对煤层瓦斯保存有利。

峰峰矿区瓦斯灾害防治技术研究与实践

基于峰峰矿区是河北省范围内煤矿瓦斯灾害最为严重的区域,所属13对矿井中绝大部分为高瓦斯、突出矿井的现实,峰峰集团积极探索、创新瓦斯灾害综合防治技术,着力构建通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位的矿井瓦斯治理工作体系,巩固完善高投入、高素质、强技术、严管理、重问责的瓦斯治理机制,强力推进保护层开采和瓦斯抽采达标精细化管理工作,形成了适合峰峰矿区煤层赋存条件的矿井瓦斯治理模式,连续8年杜绝了各类瓦斯事故,为企业安全持续发展奠定了坚实基础。

突出矿井实现安全高效开采的技术途径探讨

针对煤与瓦斯突出矿井开采成本高、开采效率低、发生事故风险高等问题,提出应正确认识突出矿井的定性,以避免矿井投资决策失误,在采掘前应采取区域性综合防治煤与瓦斯突出措施以有效消除突出危险性,在采掘中应采取突出危险性监控预警技术,并应辅以采取专业化技术服务等措施,以实现煤与瓦斯突出矿井的安全高效开采。同时还提出应在发生突出综合作用机理和致灾机理,利用地面工程实现低成本快速准确勘测矿井各煤层不同深度、不同块段瓦斯地质参数及其变化规律测定技术等方面加强研究,以进一步实现煤与瓦斯突出矿井的安全高效开采。

丁集矿下保护层开采卸压保护范围研究

为了防治丁集煤矿主采13-1煤层发生煤与瓦斯突出,依据13-1煤层存在的高瓦斯、高应力条件,采用数值模拟、理论计算及现场测定等方法,分析了丁集煤矿下保护层开采卸压保护范围,并采用保护层开采和地面钻井抽采被保护13-1煤层卸压瓦斯技术进行瓦斯治理,结果表明,在保护层工作面回采完毕并稳定之后,开切眼前方50m到工作面后方60m的范围内存在较为稳定的卸压效果,被保护层的卸压保护角沿走向为60°,沿倾向为78°和82°;经现场对煤层瓦斯基础参数测定、观测及抽采效果分析,测定的卸压保护范围与数值模拟的数据基本吻合。

高瓦斯厚煤层瓦斯抽排及防突技术应用

端氏矿北翼进风巷在施工过程中要经过3#煤层,该煤层瓦斯含量高且瓦斯压力大,具有突出危险性。为保证巷道的安全施工,需要对3#煤层采取抽排和防突措施。设计出瓦斯抽采抽排钻孔布置方式,阐述了防突和检验措施,保证了矿井的安全生产。

高突煤层综采工作面立体化防降尘技术研究

针对高突煤层综采工作面尘源多、粉尘浓度高、风速大的问题,提出了分源治理、防降结合的思路,研究设计了由煤层注水、采煤机尘源跟踪喷雾、移架自动喷雾、钻孔泡沫除尘、回风巷尘控自动喷雾等组成的综采面立体式防降尘技术方案,并在平煤八矿戊9. 10-21050综采工作面进行现场应用。结果表明,该立体化防降尘技术对割煤、移架、打钻、转载等作业点的全尘、呼尘的降尘效率分别达到80%~88%、79%~86%,实现了高突煤层综采面粉尘的分源有效治理。

高突矿井煤巷快速掘进技术分析

阐述了提高煤巷掘进速度的有效技术措施,并针对高突矿井煤巷瓦斯突出问题,就瓦斯防治下的煤矿巷道掘进管理措施提出几点建议,以供参考。