单一突出煤层瓦斯抽采技术探讨

煤与瓦斯突出矿井的瓦斯抽采是国家重点扶持的项目,也是该类矿井可持续发展的重点研究课题之一。本文根据煤矿当前瓦斯抽放技术的现状,针对黄牛岭矿井的生产地质条件,提出了改善瓦斯抽放效果的技术措施,探明了该矿井瓦斯抽放研究的方向。

单一突出煤层瓦斯抽采效果研究

为解决某矿14121工作面煤层松软、透气性差、瓦斯压力大、瓦斯含量高、突出危险性严重等制约矿井安全生产的问题,根据煤层赋存及瓦斯灾害情况,采用顺层钻孔预抽煤巷条带及回采区域煤层瓦斯措施。实践表明,累计抽采量达248.36万m3,抽采率为56.5%,预抽后计算的煤层残余瓦斯含量为7.45 m3/t,实测煤层残余瓦斯含量最大值为6.75 m3/t,计算得出可解吸瓦斯量分别为2.94和2.24 m3/t,均满足《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》的要求,可以判定该工作面瓦斯预抽效果达标。

单一突出煤层瓦斯治理辅助设计系统

针对当前瓦斯治理基于人工操作所存在的缺点,结合祁南煤矿713工作面底板岩巷穿层钻孔结合顺层钻孔预抽模式,研究并开发单一突出煤层瓦斯治理辅助设计系统。该系统集治理方案智能化辅助设计、施工反算及验收为一体,保证达到预期的瓦斯治理效果,解决人工操作的缺点,同时为规范化、程序化的进行瓦斯治理提供智能化支持。

深部单一严重突出煤层煤巷掘进卸压防突技术

为消除深部单一严重突出煤层煤巷掘进的突出危险,理论分析了深部煤巷突出的复合能量及力学特点,提出了预掘底板岩巷卸压防突技术;结合丰城矿区实际,采用数值模拟方法确定了预掘底板卸压岩巷布置在待掘煤巷正下方8~12 m处。实践表明：预掘底板岩巷卸压防突效果显著,围岩最大位移为4.1 cm,围岩出现分区破裂现象,破裂区一般为4个;每米钻孔瓦斯初始流量、煤层透气性系数可达原始煤层的14.39、55.70倍,瓦斯抽采浓度提高近5倍,单孔抽采量提高近10倍;煤巷效检指标无超标现象,煤巷掘进速度由40 m/月提高到100 m/月,实现了煤巷安全快速掘进,对类似条件矿井具有重要借鉴意义。

大功率钻机在单一低透突出厚煤层钻孔施工中的应用

通过使用大功率钻进工艺,在透气性低的单一厚突出松软煤层中施工大直径顺层长钻孔,解决了小孔径钻孔施工中易垮孔、卡钻、抱钻及钻孔长度短等问题,使杉木树煤矿顺层钻孔抽放半径、瓦斯浓度、流量大幅提高。

单一突出较薄厚煤层大采高开采技术

介绍了神火集团梁北矿通过摸索实践,采用大采高一次采全高工艺,成功解决了单一突出较薄厚煤层开采实现高产的难题,实现了高产高效,在同类矿井中有推广应用价值。

水射流割缝在低透气性强突煤层瓦斯抽采中的应用

结合川南地区煤质松软、煤层透气性差、瓦斯含量高等特点,开展了基于水射流割缝强化瓦斯抽采、促进煤巷消突的研究,并在兴文县建设煤矿进行了工业试验,通过对煤体扰动效果、抽采量衰减情况以及瓦斯预抽率等一系列指标的考察,表明:采用该技术后大幅度缩短了工作面瓦斯抽采达标时间,显著提高了瓦斯治理效果,为进一步推广该技术提供了依据。

单一厚突出煤层综合机械化掘进安全技术

基于煤与瓦斯突出机理,针对煤层及瓦斯赋存特征,研究并试验调整劳动组织方式、开发碛头钻孔施工坡度计算程序、增加预抽钻孔直径、采用新型封孔工艺、使用DGC瓦斯含量直接测定仪、采用双动力钻割增透及研发应用新型综掘机自动掩护临时支护装置的综合安全技术,配合先抽后掘的区域综合防突措施,通过理论研究和现场试验数据分析,确定了在单一厚突出煤层中实现快速掘进的综合安全技术。

深井预掘底板巷保护突出煤层掘进合理位置研究

为了研究深井无保护层开采条件的单一严重突出煤层煤巷条带区域瓦斯治理问题，运用FLAC3D模拟分析了底板巷道掘进时、工作面回采前后围岩应力分布特点，对采用底板巷穿层钻孔预抽煤层瓦斯时的巷道合理空间位置进行了研究，结果表明：预掘卸压底板巷布置在待掘煤巷正下方、法距8~15 m位置是合理、可行的。丰城矿区曲江煤矿213底板巷位于待掘煤巷正下方平均垂距9 m，巷道中心线两侧15 m范围煤层的钻孔瓦斯流量、透气性系数均有不同程度增加，缩短了抽采时间，有效的降低了煤与瓦斯突出危险；同时，穿层钻孔采用非等间距布置方式，节约大量钻孔工程、成本降低、缓解采掘接替紧张局面。