保护层开采条件下卸压瓦斯治理技术实践

针对下峪口煤矿保护层开采条件下上保护层工作面回采过程中瓦斯超限问题,以及被保护层3号煤层回采工作面瓦斯治理难题,通过对工作面瓦斯涌出预测及分析瓦斯来源,确定合理的瓦斯抽采方案。结合中近距离煤层条件下煤与瓦斯共采技术,确定采用合理布置穿层钻孔抽放卸压瓦斯、采空区埋管抽放瓦斯、顺层钻孔预抽、边抽边采等综合瓦斯治理方案。试验结果表明,4216工作面回采期间未发生瓦斯超限问题;上保护层回采初期(15~35 m)卸压瓦斯抽采进入活跃期,钻孔施工应当超前工作面35 m施工;也表明该综合瓦斯治理方案有效可行,研究成果对韩城矿区突出矿井瓦斯防治具有一定的借鉴意义。

近距离多煤层下保护层开采卸压瓦斯治理技术

针对某煤矿1318116下保护层开采工作面卸压瓦斯,提出了以顺层钻孔预抽瓦斯、走向高位巷瓦斯抽采、回风巷留管瓦斯抽采、回风巷高位钻场钻孔瓦斯抽采4种方法相结合的治理方案,使该工作面上隅角瓦斯浓度由8%下降至1%,回风瓦斯控制在1%以下,卸压瓦斯治理效果良好。

极近距离煤层重复采动影响下卸压瓦斯综合治理技术研究

针对极近距离煤层重复采动条件下工作面瓦斯涌出量大、回风隅角瓦斯易超限等问题,以彬长矿区大佛寺煤矿为工程背景,提出了“分区段”卸压瓦斯综合治理方法,并在40201综放工作面开展了工程实践。结果表明:40201综放工作面瓦斯涌出量大、回风隅角瓦斯易超限是由4号煤层顶板与4上号煤层采空区底板隔厚h不均、瓦斯抽采措施不合理等因素耦合造成的。应采取与h相对应的卸压瓦斯治理措施:h<8 m时,采取“上隅角迈步式埋管+风排瓦斯”的方式;8≤h<15 m时,采取“高位卸压钻孔+上隅角迈步式埋管+风排瓦斯”的方式;h≥15 m时,采取“高位定向钻孔+上隅角迈步式埋管+风排瓦斯”的方式。通过合理选择并实施卸压瓦斯抽采措施,有效降低了工作面瓦斯涌出量,回风隅角瓦斯未超限,确保了工作面的安全回采。

顶板高位定向钻孔正向多级大直径扩孔技术

顶板高位定向钻孔是煤矿井下采动卸压瓦斯治理的重要手段,受钻进装备限制,顶板高位定向钻孔一次成孔直径小,需孔群布置才能达到良好的抽采效果。针对该问题,开发了先施工定向先导孔、再利用钻机回转钻杆带动孔内扩孔钻头对先导孔进行分级增扩的顶板高位定向钻孔正向多级大直径扩孔技术。基于等转矩原理分析确定了扩孔直径级配参数,研制选配了螺旋刀翼型组合式扩孔钻头、高强度高韧性扩孔钻杆、大功率定向钻机、高压大流量泥浆泵车等钻进装备。在山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司寺河矿W1304工作面进行现场试验,结果表明采用正向多级大直径扩孔技术可使顶板高位定向钻孔直径由96 mm增大至153 mm,工作面回采期间回风最大瓦斯体积分数为0.47%,直径153 mm钻孔瓦斯抽采流量为直径96 mm钻孔的近3倍,瓦斯抽采效果显著。