深部极近距离煤层群开采底抽巷层位布置研究

以平煤八矿深部极近距离煤层群为工程背景,对深部极近距离煤层群开采条件下底抽巷的合理布置层位展开了研究;采用FLAC^(3D)数值模型,模拟了底抽巷顶板与己_(16-17)煤层不同净岩距离下煤层的塑性区、应力场和位移场演化规律。结果表明:当净岩距离为3、5 m时底抽巷上方煤层受到采动影响可以分为卸压区、应力集中区和原岩应力区;净岩距离为8~15 m时,上方煤层受到采动影响可以分为卸压区和原岩应力区;底抽巷的最优布置层位为保留净岩距离8~10 m;底抽巷掘进后,位于其正上方的位置卸压效果最好,该区域煤体充分变形,瓦斯治理较为容易,有利于后期煤巷的支护与维护,是布置煤巷的最佳位置;现场监测有效验证了底抽巷在该净岩距离下治理深部极近距离煤层群工作面瓦斯突出危险性的可靠性。

底抽巷水力冲孔煤水输送及计量系统设计

为了实现底抽巷水力冲孔排出煤水混合物的高效清理输送,构建了一套由煤渣破碎泵送装置、煤渣精准计量装置、振动式煤水分离机、过滤水循环再利用设备及管道装置等构成的水力冲孔煤水混合物远距离输送及计量系统,对系统的关键设备进行了设计,分析了利用流量计和浓度计对管道输送时的煤渣量进行在线实时计量的工作原理。现场试验结果表明,该系统能够实现对水力冲孔排出煤水混合物的不落地远距离输送、煤水高效分离、煤渣精准计量和过滤水的循环利用,为矿井的安全高效生产提供了有力的保障。

李村煤矿3301回风底抽巷支护方案优化研究

处于地质构造带的底抽巷道受到掘进扰动,应力重新分布,巷道围岩破碎严重,原支护难以满足使用要求。为解决巷道变形严重、支护失效的问题,通过理论研究分析了巷道围岩破碎的主要因素,对原巷道支护提出不同的优化方案,利用FLAC3D数值模拟软件对巷道采用不同优化方案后的围岩应力及位移分布规律进行对比分析。研究数据表明,选用优化方案3,采用补打锚索结合U型拱架的方式,顶板变形量降低60.5%,帮部变形降低47.7%,有效地抑制了围岩变形。

胡底煤矿底抽巷快速掘进技术研究与应用

为解决胡底煤矿高瓦斯高突出矿井采掘接替紧张的问题,开展了底抽巷快速掘进技术研究及应用工作。根据胡底煤矿的地质条件,分析了围岩破坏及稳定性的控制机理,优化了掘进支护参数,改进了掘进工艺和施工工序,在显著提升巷道掘进速度的同时保证了巷道支护的效果。现场应用结果表明,1307底抽巷月掘进效率同比提高了47%,同时巷道围岩变形得到了有效控制,对于类似采掘接替紧张的高瓦斯矿井的治理提供了参考。

高瓦斯厚煤层底抽巷瓦斯抽采技术研究

为了解决厚煤层巷道瓦斯难抽的问题,本文以金能矿为研究背景,利用数值模拟软件对对不同底抽巷布置方案下巷道应力云图进行分析,确定了当垂距H为12m时,底抽巷布置于粉砂岩中时的底抽巷布置方案,同时底抽巷钻孔抽采有效半径随抽采时间的呈现逐步增大,而与抽采负压关系不大,通过对金能矿N2203工作面进行底抽巷布置,对钻孔冲孔前后瓦斯抽采曲线进行分析发现,底抽巷钻孔经过水力冲孔后抽采效率极佳,为厚煤层瓦斯抽采提供一定的参考.

综采工作面底抽巷穿层钻孔瓦斯抽采技术应用

为避免巷道掘进过程中瓦斯超限,以大平煤矿3115工作面地质条件为背景,采用现场试验方法,对底抽巷穿层钻孔瓦斯抽采技术应用进行了研究。设计了瓦斯抽采钻孔参数以及抽采系统布置方案,根据5组穿层钻孔数据对瓦斯抽采效果进行了分析。钻孔平均瓦斯抽采纯量达到0.340 m3/min,平均瓦斯体积分数达到60%以上,并且3115工作面巷道煤层残存瓦斯含量远小于8 m3/t,煤层瓦斯抽采效果较好。

底抽巷围岩变形特征及破坏控制技术研究

针对底抽巷受采动影响发生顶板变形破坏、底鼓等问题,以贵州金沙县某矿底抽巷为研究对象,通过对底抽巷上部运输巷进行切顶卸压,达到减小围岩应力传递的目的。通过数值模拟对比运输巷切顶卸压与未切顶卸压条件下底抽巷应力分布及位移变形情况,并对底抽巷围岩变形进行现场监测。研究结果表明:通过对运输巷切顶卸压,有效切断了矿岩体中应力的传递途径,减小了运输巷道周边的围岩应力,从而有效控制了底抽巷围岩变形。通过对运输巷进行切顶数值模拟研究,发现底抽巷垂直应力减小了37.1%,底抽巷顶板垂直位移减小了27.3%。通过现场实测可知,底抽巷顶板平均下沉量由398mm减小到219mm,顶板下沉量降低了45%,有效地降低了底抽巷的围岩变形。

华阳一矿8412工作面底抽巷快速掘进技术研究

针对华阳一矿8号煤层瓦斯含量大,在回采巷道掘进前需预先掘进底抽巷,引发矿井采掘接替紧张的问题,采用理论分析、现场调研的方法,提出了采用“割矸+锚杆及时支护+滞后锚杆+锚索联合支护”的方案,并采用数值模拟的方法确定了支护工序滞后掘进工作面的安全距离。在8412底抽巷采用新的掘进方案后,巷道围岩变形量不大,锚杆(索)受力状态良好,掘进效率提升了88.4%,效果显著。

利用底抽巷钻孔采集采空区自燃气体的方法

本文介绍一种技术方法,主要利用瓦斯底抽巷内的遗留钻孔采集工作面后方采空区内的自燃气体;在工作面下部瓦斯底抽巷中设置有抽气泵,抽气管一端安装在抽气泵进气接口上,另一端连接排列线上最下边的一个遗留钻孔导气管的外端头;排气管的一端安装在抽气泵的出气接口上,另一端连接气体采样袋。当抽气泵启动完成最下边钻孔的气体采样工作后,换上新的气体采样袋,依次从下至上对下部瓦斯底抽巷内的遗留钻孔进行气体采样工作。本技术利用底抽巷瓦斯抽放钻孔,通过沿工作面倾向全线布点的方法,跟踪实测采空区的气体成分。

水平应力影响下底抽巷道抽采孔布设位置研究

郑州煤业集团告成煤矿底抽巷道围岩软弱易碎,受地应力影响强烈,导致抽采钻孔塌孔频发。为了减少抽采钻孔变形破坏,提高瓦斯抽采效率,通过数值模拟方法对不同水平应力影响下底抽巷道围岩变形破坏特征进行分析,利用钻孔成像轨迹检测装置对钻孔变形与裂纹分布进行检测。结果表明:在抽采孔布孔时需充分考虑水平应力影响,避开高水平应力区域及巷道顶板中心等应力集中区域,以提高抽采钻孔稳定性。

底板承压水上底抽巷布置层位及围岩控制技术研究

针对古汉山矿高应力、底板承压水条件下底抽巷存在围岩控制困难且易发生突水事故的问题,通过运用理论分析、数值模拟及现场试验的综合方法,研究底抽巷底板突水发生机制及其围岩破坏特征,提出底抽巷围岩综合治理技术。研究结果表明,底抽巷围岩存在的非对称塑性区使其底板隔水层厚度变小后突水风险增加;底抽巷合理的布置层位为与煤层底板垂距12 m、距回采巷道水平内错8 m;采用提高支护强度并配合注浆的手段对底抽巷协同治理;试验期间,底抽巷顶底板变形252 mm、两帮变形219 mm,提高了瓦斯抽采率,确保工作面安全开采,为相似地质条件下底抽巷的治理提供技术参考。

底板承压水上底抽巷破坏特征及控制技术

针对承压水上掘进底抽巷易导致底板突水事故,底抽巷层位选取不合理将造成瓦斯抽采效率低的问题,以古汉山煤矿1508工作面底抽巷为工程背景,通过分析底板突水发生机理及其围岩塑性区分布特征,确定底抽巷合理的布置层位并提出围岩协同控制技术。现场试验表明,底抽巷围岩不均衡的塑性区明显使底板隔水层厚度变小,底板突水危险性高。底抽巷在垂向上距煤层底板12 m,水平方向上内错回采巷道8 m。采用以增强锚网索锚固体系能力、底角岩层稳定性及其护表能力为主,局部区域进行注浆加固为辅的综合方法对底抽巷进行治理。试验期间,底抽巷顶底板变形233 mm、两帮变形量变形209 mm后基本稳定;瓦斯抽放孔采出率得到明显提高,确保了工作面安全开采。

底板水压力作用下底抽巷对底板岩层影响试验研究

为研究采动和承压水作用下底抽巷对底板岩层的变形与破坏的影响,基于能量守恒原理,通过传统室内相似模拟平台,分析底板水压力有效施加机制,并开展底抽巷影响下底板岩层变形与破坏相似试验。相似试验结果表明,底板岩体应力场在底抽巷道开挖阶段和工作面推采阶段分别受到两次明显扰动,巷道开挖和煤层开采后的空间提供了能量释放的通道,采动是应力场变化的重要因素,巷道对局部应力和周边位移影响明显。有底抽巷条件下底板破坏深度大于无底抽巷时情形,无底抽巷时各测线位移变化规律相近,表现为“凸”变形;存在底板巷道时,底抽巷下方的测线形态有变化且各测线的变形规律出现差异。底抽巷使得近水体处的岩体裂隙更发育,在底抽巷道附近尤其是破碎区域,需要采取相应加固措施针对性地减小底抽巷道对底板岩体隔水性能的影响。

底抽巷掘进过老巷瓦斯综合防治技术

针对老巷残留瓦斯涌入新掘进底抽巷道,致使新巷道瓦斯超限的问题,从主动和被动两方面提出瓦斯综合防治方案,并对抽采主管内瓦斯浓度进行检测分析。结果表明:主管内瓦斯浓度由最初的20%下降至2%,整体下降速率呈“急剧—平稳”的态势。在最初的4 d内,瓦斯浓度明显下降,下降的瓦斯量占总体量的56%,平均每天下降3%;而后10 d内抽采主管瓦斯浓度平稳下降,平均速率为每天下降0.6%,最终达到2%。说明所采取的瓦斯综合治理措施有效,可为类似工程背景下巷道掘进期间瓦斯治理提供参考。

深部高应力底抽巷围岩破坏特征及控制技术研究

为了解决大埋深、高地应力条件下的底抽巷围岩控制困难而导致瓦斯抽采效率低的问题,以古汉山矿1605底抽巷为工程地质背景,对底抽巷现场持续变形破坏的特征进行深入研究,提出围岩综合性协同控制的对策,并应用于现场试验。研究结果表明,受高地应力和动压双重影响,造成围岩强度降低、蠕动扩容严重,无法满足支护要求,是底抽巷发生破坏的主要原因。采用强化围岩锚固系统承载性能、提高底角岩层稳定性、增加护表及局部注浆加固(或注浆锚索)等综合方法,对底抽巷进行协同控制。经现场试验,变形状况得到改善,瓦斯抽放孔采出率显著提高,可为类似地质条件下的底抽巷治理提供新思路和技术参考。

汾西香源煤业底抽巷瓦斯抽采技术应用研究

随着矿井开采深度的增加,采煤工作面的瓦斯涌出量日益增大,尤其是回风巷及上隅角的瓦斯制约着工作面的安全高效开采。对于高瓦斯矿井,瓦斯抽采是防治瓦斯的重要手段。以山西汾西香源煤业有限责任公司20102工作面为研究对象,对底抽巷瓦斯抽采的理论与技术进行探讨研究,通过统计和分析工作面进入底抽巷影响范围前后的瓦斯抽采数据变化情况,阐明底抽巷在瓦斯治理过程中的作用,为矿井瓦斯治理提供可靠依据。

东大煤矿底抽巷穿层定向长钻孔抽采效果验证方法

为消除东大煤矿试验煤层的瓦斯突出危险性,以瓦斯抽采率和抽采流量为基础,推导瓦斯抽采效果计算方法,通过监测3组钻孔的抽采流量,计算了30d内的瓦斯抽采率。数据分析表明:抽采流量随抽采时间呈现指数衰减形式,3组钻孔的瓦斯抽采率在监测时间内均满足了瓦斯防治标准。

保安3108底抽巷排放瓦斯安全技术措施分析

保安3108底抽巷内有大量的瓦斯,为了保证安全生产,需要对底抽巷内的瓦斯进行排放。经过计算,底抽巷内的瓦斯排放最短所需时间为625.71min。在排放瓦斯之前,需要切断所有非本质安全型电气设备电源,并由专人负责警戒。根据3108底抽巷的具体情况,制定了一系列的安全技术措施,主要有通风管理措施、密闭墙专项拆除措施、应急救援措施和组织管理措施,可以为底抽巷瓦斯安全排放提供一定的参考。

底抽巷上向穿层瓦斯抽采钻孔封孔工艺优化研究

瓦斯抽采作为解决煤矿瓦斯问题的根本措施,已被高瓦斯突出矿井普遍采用,在矿井安全生产过程中起到了至关重要的作用。但随着煤矿采深的不断增加,煤层瓦斯含量和地应力也随之增大,在不少煤矿进行瓦斯抽采钻孔施工过程中,出现了不同程度的喷孔现象,喷出的大量瓦斯和钻渣,瞬间涌入施钻区域,造成瓦斯超限,甚至有可能引发瓦斯爆炸等重大灾害事故,给矿井安全生产带来了较大的影响。

赵庄矿底抽巷穿层钻孔偏斜规律研究

针对底抽巷穿层钻孔在施工过程中与设计钻孔的终孔位置偏差较大问题,选择赵庄矿1307底抽巷1-6单元的钻孔参数进行了深入分析,同时对穿层钻孔偏斜力学模型进行分析。结果表明,设计倾角小、长度长的钻孔容易偏斜,也更容易出现全矸钻孔现象,穿层钻孔应尽量避免穿硬岩层和软硬互层对钻孔偏斜的影响。通过优化底抽巷和被掩护煤巷的位置关系,成功将满足设计要求的穿层钻孔最小倾角从30°降低到18°左右,保证了穿层钻孔的施工质量,提高了穿层钻孔的有效覆盖范围。