定向钻进技术在高瓦斯矿井大区域瓦斯抽采中应用效果

为满足煤矿井下大区域深部瓦斯抽采的需要,本文介绍了区域瓦斯治理的类型、钻探装备,分析了远端水平对接钻进技术、扇形多分支定向钻进技术和超长定向钻进技术对实际煤炭开采的影响,计算了运用超长定向钻进技术开采的井下瓦斯含量。生产实践表明:超长定向钻孔技术可以覆盖整个待采工作面,使得它比传统常规钻孔技术和扇形、半扇形钻孔技术治理煤矿井下大区域瓦斯效果更好。该技术对煤矿大区域瓦斯超前治理和矿井安全回采具有重要意义。

区域瓦斯治理钻割抽一体化技术研究

瓦斯爆炸对工程安全具有极大的危害。一旦采掘作业中发生瓦斯爆炸,将会给整个采掘现场带来难以估计的损失,不但会导致大量的人员死亡,还会对矿井的支护和电气设备造成严重破坏。对区域瓦斯治理中的钻割抽一体化技术进行了研究。

赵固二矿千米定向煤钻孔区域瓦斯治理关键技术研究

针对中硬高承压水煤层瓦斯治理周期长、突水威胁严重等问题,利用千米定向煤钻孔超前预抽代替底板抽采岩巷进行区域瓦斯治理,同时研制出基于煤层深孔定点密闭取心的瓦斯含量测试装置,解决了瓦斯防突措施效果检验参数难以测定的问题。该技术经在河南能源焦煤公司赵固二矿试验,实现了对600 m煤巷条带煤层瓦斯的均匀抽采控制,完成了超长区段一次性整体评价,保证了煤巷安全掘进,成为赵固二矿深部煤层区域瓦斯治理的新技术,可为类似地质条件的煤层区域瓦斯治理提供参考。

顺层长钻孔递进保护区域瓦斯抽采技术研究及应用

针对单一突出煤层赋存条件,提出了顺层下向长钻孔递进保护区域瓦斯抽采技术,即煤层由浅至深、由低瓦斯区向高瓦斯区,从上区段机巷(本阶段腰巷)施工下向倾斜顺层长钻孔,通过预抽煤层瓦斯,有效降低煤层瓦斯含量,区域性消除本阶段工作面突出危险性。实践证明,该方法能大幅度减少工程量,缩短瓦斯治理时间,确保突出煤层的安全高效开采。

平顶山八矿高位巷道区域瓦斯治理技术

防治煤与瓦斯突出事故是突出矿井的主要工作之一,结合平煤股份八矿的实际条件,详细介绍了"高位巷道+穿层钻孔"的煤巷条带区域瓦斯治理技术及其防治效果,该技术实现了瓦斯动力灾害问题的有效防治,巷道掘进速度提高了近1倍左右,为同类矿井的瓦斯防治提供借鉴。

成庄煤矿区域瓦斯地质及瓦斯涌出特征与突出危险关系研究

为深入研究区域瓦斯地质背景条件下瓦斯涌出特征与突出危险之间的关系,采用定性分析、实验分析、数值模拟的手段,本着瓦斯涌出特征在井下采掘空间、实验室环境下、数值模拟等工况下的相似表征,在宏观层面上统计分析成庄煤矿区域瓦斯动力灾害特征,分析区域瓦斯地质规律,得到了影响成庄煤矿区区域瓦斯动力灾害的两个主控因素是煤体结构和瓦斯赋存,然后通过现场采取煤样实验分析的手段研究了煤体结构、吸附平衡压力对瓦斯解吸特征的影响,最后通过改变软分层厚度、瓦斯压力模拟分析了其余瓦斯涌出量特征之间的关系,进而得到了与突出危险之间的关系。研究思路与结果能够对成庄煤矿井下日常瓦斯灾害隐患及灾害防控起到积极作用,更能够对采用瓦斯涌出特征进行突出危险性预测预报的研究起到指导作用。

响水煤矿区域瓦斯治理方案研究

概述了响水煤矿播土区的瓦斯地质概况,针对东二上和东二下两个采区特点设计并实施了区域瓦斯治理方案,结果表明,与本煤层预抽消突相比,穿层钻孔预抽具有瓦斯浓度高、便于施工和操作、安全可靠的特点,有利于防突管理。

刘家梁矿区域瓦斯治理技术研究

针对刘家梁煤矿"三软"煤层煤质松软、透气性差等特点,应用底抽巷抽采技术对煤层瓦斯进行治理,矿井5~#煤层原煤瓦斯含量由8 m^3/t降到了4.1 m^3/t以下,瓦斯绝对压力由1.3 MPa降到了0.5 MPa以下,掘进面瓦斯抽放率达到了41%,综放面瓦斯抽放率达到了68%,矿井瓦斯抽放率达到了47%,达到了要求。

区域瓦斯综合治理工艺研究——以宝雨山矿为例

在煤矿开采过程中,宝雨山矿不断进行着瓦斯防治方面的研究与实践,为区域瓦斯治理工作的开展积累了宝贵经验。近年来,随着矿井的开采,瓦斯涌出量不断增加,该矿针对通风系统进行优化,实施瓦斯抽采,建立瓦斯监控系统,重点强调矿井安全管理模式的转变,实现矿井安全生产和快速发展。

远距离保护层区域瓦斯治理技术

复合突出煤层开采应优先选择保护层开采及被保护层卸压瓦斯抽采技术,区域性消除煤层的突出危险性。红阳二矿在开采西二采区7号煤层时,发现12号煤层的瓦斯大量涌入7号煤层采空区,后在西三采采用远距离保护层开采技术区域治理12号煤层瓦斯,取得良好效果。针对红阳二矿远距离保护层区域瓦斯治理技术进行了深入探讨,验证了开采保护层治理瓦斯技术的适应性。

碎软煤层顶板梳状长钻孔水力压裂区域瓦斯高效抽采模式

瓦斯区域超前治理是实现煤矿安全、高效及智能化开采的重要保障,针对碎软煤层区域瓦斯高效抽采难题,以陕西韩城矿区3号煤层为研究对象,提出井下煤层顶板梳状长钻孔水力压裂区域瓦斯抽采模式。采用理论分析、数值模拟和现场试验等多手段相结合的方法,验证模式适用性,阐明紧邻煤层顶板梳状钻孔压裂裂缝延展规律、抽采机理和压裂曲线特征,进而建立适用于500 m孔深的集地质条件动态分析、分段水力压裂、封隔器遇阻解卡和压裂范围连续探查于一体的顶板梳状长钻孔裸眼分段水力压裂关键技术体系,实现煤层顶板梳状钻孔主孔轨迹距离煤层5 m左右、多段均匀压裂、压裂范围全孔监测和孔内事故高效处理。以此为基础,在韩城桑树坪二号井开展2孔次的工程实践:压裂主孔深度588 m、距3号煤层2 m左右,单孔压裂6段,压裂范围探查深度381 m、压裂影响半径20 m以上;压裂后,钻孔抽采瓦斯平均体积分数40%以上、瓦斯抽采量1 m3/min以上,抽采效果是常规钻孔的4倍,120 d瓦斯抽采有效半径可达9 m,实现了碎软煤层瓦斯区域高效抽采。并提出了适用于碎软煤层大区域瓦斯抽采以及高瓦斯压力碎软强突煤层远程区域抽采卸压等规模化应用技术思路。

长距离定向钻孔大区域瓦斯治理技术及应用

为解决突出煤层群瓦斯抽采消突周期长、煤层松软难护孔、大工作面难消空白带等问题,提出了底板梳状长距离定向钻孔进行大区域瓦斯治理技术,实现大区域瓦斯治理、布置大采煤工作面。在青龙煤矿进行了现场试验,结果表明:长距离定向钻孔深度一般可达600 m;平均单孔瓦斯抽采纯量超过0.8 m^3/min,最大单孔瓦斯抽采纯量超过2.53 m^3/min;与普通钻孔相比,瓦斯抽采纯量提高了16倍,瓦斯抽采体积分数提升50%左右。长距离定向钻孔抽采效果明显提高,为松软突出煤层群高产高效创造了安全条件。

区域瓦斯治理方案及效果分析

以平煤十二矿为研究对象,针对其己15-17220工作面由于深部开采导致突出煤层瓦斯压力大、透气性差、区域瓦斯治理的消突效果不理想及煤巷掘进速度缓慢、回采工作面接替紧张等问题,提出了"穿层钻孔+水力冲孔"的区域瓦斯治理方案,并对区域瓦斯治理效果进行了检验分析与指标验证,得出如下结论:残余瓦斯含量和压力分别降低至5.57m^3/t和0.40 MPa,均低于防突规定的临界值,达到了煤矿安全开采的防突标准;钻屑量与钻孔瓦斯涌出初速度分别降至3.5kg/m和2.18L/min,指标均未超标,消除了煤层的突出危险性;煤巷月进尺稳步提升,提升了10%,有效缓解了工作面接替紧张问题。治理效果验证了该方案的合理性。

近距离高瓦斯突出煤层区域瓦斯治理技术研究

针对林华煤矿近距离高瓦斯突出煤层群瓦斯治理存在的问题,通过对目前矿井煤层及瓦斯赋存情况分析,确定林华矿井目前采区合理开采程序及适合该采区目前条件下的最优区域瓦斯治理方案,并对回采工作面的瓦斯治理进行设计。

区域瓦斯超前治理大功率定向钻进装备与技术

针对当前超长走向工作面区域瓦斯超前防治需求,以及常规定向钻孔孔深浅、效率低、覆盖面积不足的问题,提出采用先进的国产大功率定向钻进装备及技术进行区域瓦斯治理定向长钻孔施工。形成基于ZDY12000LD定向钻机、BLY390/12泵车、随钻测量系统及复合定向钻进工艺的完整配套装备及技术。通过现场试验表明,完成6个定向长钻孔主孔及7个主分支孔,最大孔深达1 521 m,孔径达到φ120 mm,平均成孔周期8.85 d,平均进尺211.6 m/d,相较于常规定向装备钻进速度增加30%以上,显著提高顺层定向长钻孔钻进效率,对加强煤矿区域瓦斯超前治理具有重要意义。

西山煤田区域瓦斯抽采深孔定向钻进技术

在对西山煤田地质条件和瓦斯抽采理论依据进行分析的基础上，采用深孔定向钻进技术打设顺层钻孔和高位顶板裂隙带钻孔的区域瓦斯抽采综合技术，并对5个高瓦斯矿井进行了定向钻孔的参数设计和施工。采用顺层钻孔区域瓦斯预抽的3个矿井，抽采量均值稳定在1．0～1．5m3／min，在规定预抽时间内，残余瓦斯含量低于7m3／t；采用高位顶板裂隙带瓦斯抽采的2个矿井，高位孔的平均瓦斯抽采体积分数为30％～50％，当回采工作面推进距离大于极限垮落步距后，回风巷瓦斯体积分数稳定，均低于临界值0．5％。

浅谈区域瓦斯抽采技术在煤矿的应用

在高瓦斯矿井,由于瓦斯影响,严重制约了矿井的采掘衔接,特别是长距离的掘进工作面,瓦斯涌出量增加,导致巷道掘不进去,随着区域瓦斯治理的理念的提出,千米钻机的应用,有效地解决了掘进期间的瓦斯治理。

保德煤矿定向长钻孔区域瓦斯抽采布孔方案试验研究

为解决高瓦斯矿井高强度开采条件下,煤层瓦斯预抽效率低、难度大、钻孔集中度差的问题,以保德煤矿81311工作面为试验区,基于COMSOL数值模拟软件建立定向长钻孔瓦斯抽采模型,根据钻孔抽采达标判定依据,通过模拟分析在不同布孔间距下煤层瓦斯压力随抽采时间的变化规律,优选布孔方案并进行工作面长钻孔区域预抽试验。研究结果表明:在相同孔径和抽采负压条件下,沿工作面走向定向长钻孔布孔间距为20、27、35 m时,抽采达标分别需123、215、357 d;对布孔间距为27 m的本煤层定向长钻孔抽采方案进行了现场试验,瓦斯抽采纯量随时间呈现初期指数式上升、中期波浪式上升、后期快速衰减的阶段性规律;实测抽采350 d单孔平均瓦斯抽采纯量为1.669 m^(3)/min,预抽250 d抽采纯量峰值为2.680 m^(3)/min,瓦斯抽采衰减系数小。

复杂地层梳状定向长钻孔在区域瓦斯治理中的应用

针对贵州毕节地区某煤矿瓦斯治理预抽时钻孔抽采距离短、成孔性差、孔内事故频发等难题,提出在某煤矿采用底板穿层梳状定向长钻孔的技术方法。通过优化钻孔布孔形式、布孔层位和分支孔施工工艺,保证钻孔主孔成孔深度和分支孔见遇煤层率。试验期间,施工钻孔主孔深度均大于600 m,分支孔见遇煤层率达到60%。钻孔成孔明显得到改善,单孔最大瓦斯抽采浓度达到85%,最大瓦斯抽采纯量达到2.5 m^(3)/min,同时节省了施工成本,为毕节矿区瓦斯治理提供了新的方案。

区域瓦斯治理制约因素探讨

瓦斯防治是高瓦斯和突出矿井安全工作的重中之重。在对多处突出矿井瓦斯防治工作进行调研的基础上,笔者从煤矿安全监察的角度较全面分析了制约煤矿区域瓦斯治理的诸多因素,同时提出了改进的建议和方法。