高瓦斯近距离煤层群瓦斯治理方法研究

以神华五虎山煤矿为例,研究采用在底层巷道向上覆煤层打穿层钻孔,加上本煤层采取高位抽放的方法,解决了该矿在瓦斯治理上遇到的瓦斯扰动情况。分析了各种抽放参数并进行了优化,为类似矿井的瓦斯治理提供参考依据。

近距离高瓦斯煤层群大采高首采层煤与瓦斯共采

针对我国西部地区典型的近距离高瓦斯厚煤层大采高条件下开采扰动剧烈、沿空留巷难度大、上下向扰动卸压范围更大等煤气共采的技术难题,采用理论研究及数值分析的方法,在研究4.2 m大采高顶板裂隙发育及演化规律的基础上,揭示大采高工作面裂隙发育区的分布特征,找到了采空区瓦斯富集区,并提出采用大直径(φ=250 mm)钻孔群代替倾向高抽巷实现卸压瓦斯的高效抽采,安全连续高效生产原煤67.7万t,抽采瓦斯累计1 166.95万m3。

近距离高瓦斯突出煤层群工作面通风方式探讨

根据贵州煤层复杂的赋存条件,对现阶段所采取的工作面通风方式进行了客观的分析,针对近距离高瓦斯突出煤层群,提出了一些集技术、效益、安全一体化的新型通风方式和改进建议,对类似条件的矿井具有借鉴价值。

乌达矿区近距离煤层群开采瓦斯治理技术及装备

针对乌达矿区近距离煤层群重复采动下工作面瓦斯涌出规律较单一煤层更为复杂的难题,通过引入大功率定向钻机等一系列瓦斯治理新装备和现场实践,形成了乌达矿区近距离煤层群开采瓦斯综合治理技术体系。工作面回采前,采用走向钻孔结合“梳”状穿层分支孔对本煤层及邻近层进行大规模区域立体联合抽采,实现采前抽采达标;回采期间根据9#、10#、12#煤层的瓦斯涌出来源及瓦斯涌出规律,针对性选择大孔径顶板高位钻孔抽采技术、大直径水平钻孔桥接采空区抽采技术、V形钻孔抽采技术和上隅角插管抽采等瓦斯治理措施进行瓦斯治理,主要回采工作面回风流瓦斯浓度均不超过0.6%,取得了较好的治理效果,确保了矿井的安全生产。

近距离高瓦斯煤层群采动裂隙带瓦斯抽采技术

为了解决沙曲矿近距离高瓦斯煤层群开采过程中瓦斯超限这一难题,运用理论分析和数值分析相结合的方法对沙曲矿南翼4号煤开采采动裂隙演化规律进行了分析,确定了高位裂隙钻孔组的合理布置位置。结果表明:采空区垮落带和裂隙带高度分别为8、36.5 m,贯通裂隙带距工作面顶板垂高8~23 m,非贯通裂隙带距工作面顶板垂高23~42 m,工作面上方22 m左右裂隙分布密集且覆岩整体结构相对稳定,将钻孔延深至该区域能有效提高瓦斯抽采的浓度、抽采量和稳定性。现场实践表明:利用DDR-1200型千米定向钻机,将钻孔布置在距工作面上方22 m处时,瓦斯抽采效果明显,平均瓦斯抽采体积分数90.68%,平均瓦斯抽采纯量达11.58 m3/min。

近距离高瓦斯煤层群首采层“一面四巷”瓦斯治理技术

针对近距离高瓦斯煤层群首采层回采工作面“U”型通风条件下,邻近层瓦斯通过煤岩体卸压产生的裂隙大量涌入到上隅角并进入回风流造成瓦斯超限的问题,以东于煤矿03X04回采工作面为研究对象,分析了回采工作面“U”型通风条件下采空区卸压瓦斯运移规律,从而确定了“回采工作面运输、轨道巷+高、底抽巷”相结合的“一面四巷”联合瓦斯治理技术方案。现场应用结果表明:回采工作面瓦斯抽采率达到81%,本煤层瓦斯含量下降了33%,完全处于卸压范围内的边部底抽巷拦截钻孔抽采纯量达到单孔0.02~0.03 m3/min,瓦斯抽采浓度最高达90%,抽采纯量提升2倍以上,大幅度减小了下邻近层瓦斯涌入回采工作面和上隅角,回采工作面轨道巷和边部底抽巷回风流瓦斯浓度稳定在0.2%~0.4%,上隅角瓦斯浓度处于0.3%~0.4%,有效地解决了回采工作面“U”型通风条件下上隅角和回风流瓦斯超限的问题,保证了矿井安全高效生产。

高瓦斯近距离煤层群易自燃工作面回撤防火关键技术研究

为了确保屯宝煤矿10115工作面安全回撤,通过采取注氮、注浆、堵漏风、自燃预测预报等多种方法,对10115工作面撤架密闭期间自燃综合防治措施进行研究,结果表明:终采撤架期间和撤架密闭后,CO、O2、CH4等气体指标都处于较安全的范围内,说明采取的综合防灭火措施对采空区遗煤低温氧化起到很好的防治效果。

复合增透技术在高瓦斯低渗透煤层中的应用

针对高瓦斯低渗透煤层透气性差、渗透率低导致瓦斯抽采效率低,制约矿井安全高效开采等问题,提出水力压裂与CO2相变气爆致裂复合作用增加煤层透气性的技术方案。采用RFPA2D-Flow软件对不同水压作用下钻孔周边煤体裂纹形成过程及向四周延展的规律进行模拟分析,采用FLAC3D软件对在不同长度预裂缝条件下CO2相变气爆致裂作用的影响程度进行模拟分析,同时在常村煤矿3106工作面进行工业试验。模拟分析和现场验证结果表明:水力压裂试验中,水压达到28 MPa时,作用的有效影响半径达到2.5 m;CO2相变气爆致裂作用影响区域范围与预裂缝长度之间呈线性关系,采用复合增透法能够使煤体的有效影响作用半径由2.5 m提高到7 m,通过30 d的现场数据采集分析,瓦斯压力由原0.43 MPa降低到0.15 MPa,瓦斯抽采效果显著,为类似条件下煤层瓦斯抽采提供技术参考。

高瓦斯近距离煤层群保护层煤与瓦斯共采技术

根据沙曲矿的具体地质条件,通过对保护层开采机理的分析,确定矿井北翼2号薄煤层为下方3+4号和5号煤层的保护层,计算得出保护层首采工作面22201的保护范围和解放煤量2.4Mt;针对2号煤层的赋存条件,研究了22201工作面的采煤技术,包括巷道布置、工作面主要设备和采煤工艺;采用保护层开采对突出煤层的卸压作用和瓦斯抽采技术,设计了本煤层、下部3+4号煤层和采空区瓦斯的抽采方案,达到解放下部煤层的目的。沙曲矿对高瓦斯近距离煤层保护层煤与瓦斯共采技术的研究,为其他类似条件下开采提供了借鉴。

乌达矿区近距离高瓦斯煤层群立体瓦斯治理技术研究

针对乌达矿区近距离高瓦斯煤层群的具体条件,在对9#煤层开采底板破裂规律、顶板"三带"数值模拟、工作面瓦斯涌出等方面进行分析和研究的基础上,根据各矿井瓦斯治理装备的配备情况,提出工作面走向顺层长钻孔预抽、卸压拦截抽采、顶板走向高位水平长钻孔抽采、风巷机巷上向钻孔抽采,以及上隅角埋管抽采的立体瓦斯治理技术方案,现场应用表明,回风瓦斯体积分数约为0.30%,上隅角瓦斯体积分数约为0.45%,解决了该矿区9#和10#煤层开采时的瓦斯超限问题。

高瓦斯近距离煤层群开采多源瓦斯治理研究

为了解决五虎山煤矿高瓦斯近距离煤层群开采条件下工作面瓦斯治理的难题,通过分析工作面回采期间瓦斯涌出来源,及工作面现有边采边抽、下邻近层拦截卸压抽采、联络巷插管抽采和回风隅角埋管抽采等瓦斯治理措施的治理效果,针对性地优化采空区瓦斯治理措施,选取大直径钻孔以孔代巷抽采、高位钻孔抽采等瓦斯治理技术加强采空区瓦斯治理力度。研究表明:大直径钻孔以孔代巷抽采效果较联络巷插管抽采明显提升,解决了工作面回采期间采空区瓦斯涌出问题,确保了工作面的安全高效回采。

高瓦斯近距离厚煤层群首采层瓦斯抽采技术

针对我国西部地区典型的高瓦斯近距离厚煤层条件下,开采扰动剧烈,沿空留巷难度大,上、下向扰动卸压范围更大等煤气共采的技术难题,采用理论研究及数值分析的方法,在研究4.2 m厚煤层顶板裂隙发育及演化规律的基础上,揭示了厚煤层工作面裂隙发育区的分布特征,找到了采空区瓦斯富集区,并首次提出了采用大孔径(准250 mm)多钻孔可代替倾向高抽巷实现卸压瓦斯的高效抽采,安全连续高效生产原煤67.7万t,抽采瓦斯累计1 166.95万m3,丰富了瓦斯抽采内涵,取得了显著的经济效益和社会效益。

山脚树矿近距离高瓦斯煤层的瓦斯治理方法

介绍了山脚树矿22101综采面概况,瓦斯治理的方法,以及治理后的效果。通过瓦斯治理后,实现了安全生产,同时解决了下部煤层瓦斯问题。

低渗透高瓦斯煤层巷道快速掘进之增透措施研究

杏儿沟煤业二采区带式输送机下山煤层透气性系数较低,瓦斯抽采效率不高,影响巷道掘进速度。为了有效解决该低渗透高瓦斯煤层巷道快速掘进问题,设计了二氧化碳爆破增透方案。现场试验结果表明,二氧化碳爆破增透措施能够很好地适应高瓦斯煤层顺槽快速掘进工作,使瓦斯体积分数大幅度降低,掘进速度大幅度提高。

近距离煤层群瓦斯立体抽采技术研究

针对桐梓煤矿近距离煤层群开采,首先选择瓦斯含量较小、突出危险性低的煤层作为保护层进行开采,利用其开采扰动作用提高下部卸压煤层的透气性。采用顺层钻孔、低位走向穿层钻孔、采空区埋管和底板上向穿层钻孔等措施对煤层群进行立体化综合抽采,试验表明:保护层工作面瓦斯预抽采率在55%以上,消除了煤与瓦斯突出危险性,工作面开采后上隅角瓦斯体积分数控制在1%以下;6号、7号和9号被保护煤层经卸压后透气性系数分别增加了392、320和289倍,瓦斯抽采率超过60%,实现了煤与瓦斯安全高效共采。

低透气性近距离强突出煤层群瓦斯治理模式研究

低透气性近距离强突出煤层群首采层打钻极易喷孔,引发瓦斯安全事故。以皖北煤电祁东煤矿II三采区为例,基于首采层7_1煤分段压裂水平井预抽煤层瓦斯改性效果和上区段8_2煤定向长钻孔拦截抽采下临近层9煤卸压瓦斯效果,提出了综合运用分段压裂水平井、定向长钻孔、地面钻井、多用底板巷、顶板走向钻孔等技术的瓦斯治理模式,可有效减少井下工程量,提高钻孔施工及抽采效率,保证煤层安全高效开采。该模式演变后可进一步减少巷道和钻孔工作量,有效缓解接替紧张压力。

高瓦斯近距离煤层开采“四位一体”瓦斯联抽治理体系研究

为解决高瓦斯近距离煤层开采造成的多煤层瓦斯治理难题,以魏家地煤矿为工程背景,采用现场调研和数值模拟的分析手段,展开高瓦斯近距离煤层瓦斯治理体系研究。提出了针对于高瓦斯近距离煤层开采的“通防巷下行钻孔+定向拦截钻孔+高位定向钻孔+地面钻井”四位一体联抽治理体系,并给定了具体参数;以钻孔抽采瓦斯纯量、风排瓦斯占比和上下隅角瓦斯含量为监测指标对该治理体系的实际效果进行检验,验证了“四位一体”瓦斯治理体系的有效性。

近距离煤层高瓦斯工作面供电系统设计及应用

针对近距离煤层高瓦斯工作面供电系统设计问题,本文以东于煤矿03100工作面为工程背景,通过理论计算、现场分析方法,确定了工作面供电系统设备选型等,保证了工作面安全高效回采,为同类型矿井提供了技术基础。

近距离煤层群钻采渗透率演化规律数值模拟研究

采用COMSOL公司开发的多物理场直接耦合的高级仿真模拟软件系统研究了极薄煤层钻采对近距离煤层群卸压前后煤层渗透率变化规律的影响。现场应用实测结果表明了极薄煤层钻采卸压的可行性与适用性,同时也证明了数值模拟的正确性。

高瓦斯近距离煤层开采“四位一体”瓦斯联抽治理体系研究

煤层瓦斯是煤矿中的主要气体,具有高度的可燃性和爆炸性。未经处理的瓦斯在矿井中积聚,一旦达到可燃浓度,可能引发严重的爆炸事故,危及矿工生命和矿井设施安全。通过联合抽放治理,能够有效地控制瓦斯的积聚,减少爆炸风险,提高矿井的安全性。瓦斯中的主要成分是甲烷,是一种重要的能源资源。联合抽放治理不仅可以降低矿井运营成本,还能将瓦斯作为清洁能源利用,例如用于发电、供暖或者工业用途,提高资源的利用效率,减少能源消耗和碳排放。本文结合高瓦斯近距离煤层开采“四位一体”瓦斯联抽治理体系进行分析,以供参考。