三软煤层坚硬老顶深孔预裂爆破试验

深孔预裂爆破技术是巷道开展切顶卸压进行围岩灾害控制的重要手段,爆破参数的合理设计对于取得良好的预裂效果至关重要,以桑树坪二号井3309工作面运输平巷坚硬老顶为研究对象,基于对老顶深孔预裂爆破机制理论研究,通过经验公式计算求解,结合现场深孔爆破试验及爆后孔壁窥视结果分析,最终通过一系列试验确定爆破参数设计孔径为75 mm,深度为15 m,装药长度为2 m(质量6.8 kg),封孔长度为10 m,炮眼间距为0.6 m,单次循环爆破6个炮眼时,炸药爆破能量利用率更高,可在相邻空孔孔壁观察到明显的变形破坏、形成贯穿性裂隙等,预裂效果基本满足巷道顶板超前卸压工程实施需求。研究结果表明:顶板深孔预裂爆破裂隙区相互贯通时可取得最佳的预裂效果,试验中选取装药量越大,炮眼间距越小,导向空孔布置合理,则爆破预裂效果愈加明显。研究成果可为类似条件下坚硬老顶深孔预裂爆破技术研究提供参考依据。

崔庙煤矿穿层钻孔聚能爆破实验阶段效果分析

介绍了崔庙煤矿11031B后尾抽巷下段穿层钻孔聚能爆破实验与阶段效果分析测定,确定了合理的效果爆破。对11采区及全矿井消突工作具有重要的指导意义。

急倾斜特厚煤层水平分段开采诱冲机理及防治技术

为了研究急倾斜特厚煤层水平分段开采期间工作面冲击地压机理,以窑街三号井LW5521-20工作面工程地质条件为背景,通过现场调研、理论分析、工业性试验、SOS微震监测和钻屑量监测等手段,对LW5521-20工作面开采诱冲机理及防治技术进行了研究。结果表明:急倾斜煤层水平分段开采期间顶板和底板附近的侧面支承应力沿Ox轴呈非对称分布;当覆岩中悬顶破断引起的动载荷和煤体承受的高集中静载荷叠加作用超过冲击临界载荷时,就会发生冲击地压;当工作面附近煤体引起的附加动载荷与液压支架上的初始静载荷叠加作用超过其自身承载能力时,液压支架发生损坏;采用深孔预裂爆破、煤体卸压爆破以及工作面支护优化等措施,可有效防治冲击地压。

薄煤层炮采工作面短孔快速注水防尘技术

针对薄煤层炮采工作面的特殊开采工艺和注水防尘需求,以临沂矿区田庄煤矿为例,试验研究了短孔快速注水技术,确定了合适的注水工艺与注水参数。研究结果表明,工作面短孔注水可稍超前于打炮眼工序,近似并行作业,以节省注水时间;合理的注水钻孔深度为2 m,注水压力1～6.65 MPa;单孔注水量约0.22 m^3,单孔注水时间5～10 min。试验取得的技术参数为临沂矿区类似条件工作面实施短孔快速注水提供了参考。

急倾斜中厚-厚煤层巷道放顶煤开采爆破技术研究

巷道放顶煤法是急倾斜中厚 厚煤层开采技术的一种新方法。该方法的初采钻爆技术是解决顶煤破碎与顺利放出的有效途径之一。介绍了钻爆参数的设计及其在各试验矿井中的应用效果 ,为急倾斜中厚

煤层瓦斯抽采爆破卸压的钻孔布置优化分析及应用

为解决重庆地区低透气性松软煤层瓦斯抽采率低的难题,提出煤层底板预裂爆破卸压增透新技术,指出其增透过程分为爆破应力波与爆生气体共同作用形成裂隙贯通区和爆破空腔顶部煤岩体垮落形成卸压带2个阶段。借助数值模拟对不同孔距爆破应力波的动态演变规律进行研究,发现预裂爆破影响范围分为粉碎区和贯通区,其中粉碎区范围约为爆破孔直径的6倍,而贯通区的形成则主要受大直径控制孔反射形成的拉伸波作用,最终得到预裂爆破形成贯穿裂隙且保持与控制孔同高破坏区间的最优孔距为0.9 m,并将该技术应用于重庆–煤矿K4煤层底板巷预抽瓦斯工程。应用结果表明:瓦斯抽采纯量提高2.8倍,瓦斯抽采浓度提高3.75倍,而且在爆破完成20～30 d后瓦斯抽采效果明显提高。

深孔预裂爆破在正行矿突出煤层掘进中的应用

正行矿15#煤层透气性差,瓦斯压力高。轨道下山II段煤巷施工钻孔过程发生喷孔、夹钻等动力现象,抽采效果不佳。在掘进工作面迎头设置爆破孔,两帮设置抽采孔进行深孔预裂爆破后,煤层透气性系数增加,瓦斯抽采浓度和纯量明显提高,消除了煤层突出危险,实现了煤巷快速安全掘进。

深孔预裂爆破技术在煤巷掘进中的应用

为解决低透气性突出煤层煤巷掘进过程中煤与瓦斯突出指标值经常超限、掘进速度慢等问题,提出了深孔预裂爆破增透技术。结果表明,五轮山煤矿1805运输顺槽采用该技术后,大大提高了矿井生产效率,实现了快速安全掘进。

高瓦斯薄煤层炮掘工作面高效掘进技术研究

通过对掘进工作面前方采动应力及瓦斯流动规律的分析并结合朱家店煤矿生产实际,提出了双巷交叉高效掘进技术。通过对朱家店煤矿0403材料巷掘进工作面前方预抽钻孔瓦斯浓度周期变化规律及范围的准确测定,最终根据日进尺综合确定双巷交叉掘进的合理周期为4 d,极大地提高了高瓦斯薄煤层炮掘工作面安全环境及掘进效率。

双预裂孔爆破在高瓦斯低渗透煤层中的应用研究

以绿塘煤矿601-3工作面开采的6中高瓦斯低渗透煤层为研究对象,将双预裂孔爆破技术应用于高瓦斯低渗透煤层,分析了双预裂孔爆破机理,采用数值模拟方法研究了不同预裂孔间距条件下裂纹扩展规律,考察了双预裂孔爆破对单孔瓦斯流量、单孔瓦斯浓度、煤层透气性系数的影响。研究结果表明:双预裂孔爆破区域爆破后与爆破前相比,平均单孔瓦斯纯流量提高了3. 25倍,单孔瓦斯浓度提高了2. 28倍,煤层透气性系数平均提高2. 15倍,有效提高了瓦斯抽采量,加快了工作面生产速度,保障了矿井采掘安全。

切顶卸压预裂技术在特厚煤层综放工作面的应用

为了提高特厚煤层综放工作面两端头顶煤资源及初采初放期间煤炭资源采出率、降低初采初放期间初次来压对工作面的冲击以及减小临近工作工作面采掘期间的矿压显现,采用断裂损伤理论,分析了切顶卸压后顶板岩梁的断裂垮落步距和综放工作面初次来压强度的变化,得出综放工作面的支撑压力区域发生前移,增强了煤层的冒放性和初采初放期间的煤炭资源回收率。以山西同煤集团同忻煤矿综放工作面为研究背景,对综放工作面在初采前及两巷端头应用切顶卸压预裂技术,对比分析了有无实施切顶卸压预裂综放工作面在推进过程中初次来压步距和初次放煤步距的差异。研究结果表明,实施切顶卸压预裂技术后,综放工作面初次来压步距较未预裂时缩短了11.1 m,初次放煤步距较未预裂时提前了16 m;并且利用钻孔窥视技术,得出了采空区三角区悬滞的顶煤沿着预裂爆破导通的裂隙发生断裂垮落,有效解决两巷采空区悬顶过大的问题。

碎软低渗煤层顶板定向长钻孔水力加砂分段压裂工程应用

随着矿井采掘活动不断向深部延伸,碎软、低渗煤层瓦斯抽采难度增加,矿井瓦斯治理面临更大挑战。常规水力压裂煤层增透措施存在压裂不均匀、压裂排量低、压裂覆盖范围小及裂缝易闭合等不足。基于此,提出碎软煤层顶板定向长钻孔水力加砂分段压裂煤层增透区域瓦斯超前预抽的技术方案,研发了“定向喷砂射孔+加砂分段压裂”复合工艺技术,形成了多手段、多角度考察分段加砂压裂影响范围和压裂后煤层瓦斯抽采效果分析为一体的压裂效果评价方法。在山西阳泉矿区新景煤矿保安区北六、北七工作面开展工业性试验,完成2个压裂钻孔(孔深均为609 m)定向喷砂射孔、水力加砂分段压裂工程试验。累计定向喷砂射孔80次,其中1号压裂孔定向喷砂射孔30次,2号压裂孔定向喷砂射孔50次,砂比2%~3%、定向喷砂射孔压力22.6~28.6 MPa,共计注入射孔液1 072 m^(3),使用石英砂19.84 t。实施水力加砂分段压裂16段,1号压裂孔分6段压裂,2号压裂孔分10段压裂,单段注入压裂液153.76~235.11 m^(3)、平均砂比2.02%~2.56%、共计注入核桃壳砂36.48 t、压裂液2 808.57 m^(3)。采用孔内瞬变电磁法、微量示踪剂法等手段确定压裂影响半径20~38 m。统计压裂后1号钻场、2号钻场100 d瓦斯抽采数据,其中1号钻场平均瓦斯抽采体积分数43.97%,平均瓦斯抽采混合流量1.61 m^(3)/min,日均瓦斯抽采纯量1 025.11 m^(3);2号钻场平均瓦斯抽采体积分数23.17%,平均瓦斯抽采混合流量8.56 m^(3)/min,日均瓦斯抽采纯量2 810.6 m^(3)。1号钻场、2号钻场较邻近区域顺层钻孔瓦斯抽采分数提高了3.36倍和6.38倍,百米钻孔瓦斯抽采纯量提高了16.44倍和45.14倍;较千米钻孔瓦斯抽采体积分数提高10.53倍和19.99倍,百米钻孔瓦斯抽采纯量提高了5.61倍和15.42倍。结果表明,该技术在煤矿井下实现大排量、高砂比,连续水力压裂作业,压裂后煤层透气性显著提高,为碎软煤层区域瓦斯治理提供技术借鉴。

煤矿井下煤层顶板分段加砂压裂增渗技术与应用

为解决碎软煤层水力压裂裂隙易闭合、压裂不均匀、压裂效果差、瓦斯抽采困难等问题,自主研发了定向喷砂射孔装备及工艺技术、水力加砂分段压裂装备及工艺技术,提出煤层顶板定向长钻孔“定向喷砂射孔+分段加砂压裂”增加煤层透气性的思路,并在阳泉矿区新景煤矿3#煤层顶板开展工程试验,形成了煤层顶板定向长钻孔水力加砂分段压裂工艺技术。试验结果表明:成功实现了609 m煤层顶板长钻孔分6段加砂压裂,施工排量超过1 m^(3)/min,单段注液量超过150 m^(3),累计注液量967 m^(3);压裂孔底至孔口破裂压力呈逐渐减小,最大破裂压力为29.6MPa。注入核桃壳砂比例最高达到3%,单段最大注入核桃壳砂2.41 t,累积加入13.11 t。统计分析60 d瓦斯抽采数据,平均抽采瓦斯体积分数60.6%;单日最高瓦斯抽采纯量达到1 381.5 m^(3),抽采瓦斯体积分数较顺层钻孔和千米钻孔分别提高了8.81倍和3.96倍;百米钻孔抽采纯量分别提高了21.4倍和7.28倍,取得了很好的增透效果。

厚煤层综放工作面过断层技术实践

断层是岩层或岩体顺破裂面发生明显位移的构造,断层在地壳中广泛发育,是地壳的最重要构造之一,对煤矿正常生产造成一定的影响,井下从事采掘过程中遇到较大断层如何安全快速通过是急需解决的难题,因此针对西曲矿18502工作面遇断层所采用的方法,与目前国内现有的几种破裂岩石的一些方法进行了对比,在理论基础上探寻适合解决采掘工作面过断层、无炭柱等地质构造的方案。

李雅庄矿2-226工作面深孔预裂爆破增透抽采技术应用

为有效提高2-226工作面的瓦斯抽采效率,根据2#煤层瓦斯赋存情况,确定采用深孔预裂爆破技术进行增透,通过具体分析深孔预裂爆破技术原理,结合工作面特征进行爆破方案中各项参数的设计,并具体进行爆破孔装药结构工艺和封孔工艺的阐述;在爆破方案实施后,具体进行本煤层瓦斯抽采数据的监测与分析。结果表明:2-226工作面采用深孔预裂爆破技术后,本煤层瓦斯抽采期间,抽采浓度提升明显,本煤层预抽时间缩短一倍,煤层增透效果显著。

王村煤矿沿空留巷及爆破切缝钻孔研究

无煤柱开采不仅能多回收煤炭资源又能缓解采掘接续紧张局面,节省打专用顶回风巷的时间和成本,减少煤矿维修量,消除采空区瓦斯的威胁,降低防灭火难度,在符合条件的煤层推广该技术工艺是完全可行的。经过王村煤矿8305工作面的试验,取得了显著的经济效益和社会效益,尤其采用Y型通风方式,不仅减少回风流的距离,将有毒有害气体迅速排出,而且回风巷始终是新鲜风流,降低污风对工人的伤害,工作场所安全可靠,对其他类似矿井安全高效开采具有借鉴作用。

煤巷掘进工作面瓦斯抽采技术研究

低透气性高瓦斯突出危险一直是影响矿井煤巷安全快速掘进的重要因素,传统的防治方法往往严重影响掘进面的生产效率,本文提出的采用深孔预裂控制松动爆破结合巷旁走向钻孔抽放瓦斯的方法,较好地解决了煤巷掘进过程中防治瓦斯与安全生产的矛盾,实现了煤巷的安全快速掘进,收到了良好的社会经济效益。

露天煤矿高温煤层钻孔和爆破施工工艺与组织管理研究

以神华新疆能源有限责任公司准东露天煤矿高温煤层的钻孔、爆破为例,论述了高温煤层在钻孔及爆破过程中存在的安全隐患,并就隐患进行了分析,而后制定了爆破施工工艺以及安全措施,并在钻孔、爆破作业过程中严格落实,取得了良好的效果,从而防止了煤气中毒、早爆等事故的发生。

彭庄煤矿1305工作面冲击地压产生原因分析与预防措施

开采深度,岩、煤物理力学性质与冲击倾向性,地质构造,工作面采动应力和周期来压等是影响冲击地压发生的重要因素。经分析,彭庄煤矿1305工作面受冲击地压威胁比较严重,研究采取了煤层注水、钻孔卸压和松动爆破卸压等,结合电磁辐射监测和钻屑法监测和效果检验等主要措施,有效防止了冲击地压的发生,保证了工作面安全开采。

爆破增注对煤层注水防突效果影响试验研究

云盖山煤矿为煤与瓦斯突出矿井,为探寻更为高效、经济的区域消突措施,设计在1232回风巷掘进期间采用注水防突技术,通过现场试验得到,钻孔松动爆破的有效半径为7m,爆破钻孔注水量为直接注水钻孔的35倍以上,爆破区煤层内含水率明显增大,爆破增注区域的瓦斯放散初速度(q值)和钻屑量(s值)明显减小,证实了爆破增注技术对防治瓦斯突出有显著效果,可采用该技术进行区域瓦斯消突。