分段水力压裂技术提高煤层块煤率的试验研究

为了解决陕北侏罗纪厚硬煤层综采能耗大、块煤率低的问题,采用水力压裂造缝技术提高煤层开采的块煤率、降低煤尘。以陕北某国有煤矿为例,在矿区回采工作面进行水力压裂试验及分析,并对试验段和非试验段的块煤率、煤层截割比能耗、含水率和工作面粉尘浓度进行现场统计,得出:水力压裂技术在煤层中的起裂压力、时间及扩散半径等参数。通过回采试验区和非试验区的对比,得出采用水力致裂煤层后,采煤块煤率、工作面粉尘浓度具体的改善程度。研究表明,对煤层进行超前水压预裂,具有清洁高效、提高块煤率及降低煤尘等优点,采用分段水力压裂技术可大幅度提高单孔的造缝率,具有很好的推广价值。

九里山矿中低压综合煤层注水应用与效果分析

为了降低九里山矿综采工作面煤尘质量浓度和瓦斯涌出量,根据九里山矿煤层特性,结合16051工作面的现场实际情况,在充分利用瓦斯抽采钻孔的基础上,探索出回风巷长孔低压渗透注水工艺,结合工作面短孔中压注水工艺,建立中、低压综合注水模式,并进行了分区域对比试验,考察了各区域的煤层含水率、煤尘质量浓度和瓦斯浓度。现场应用效果表明:中、低压综合注水效果较好,煤层含水率提高了2.94倍,煤尘质量浓度降低了80%以上,工作面瓦斯均匀释放,回风巷瓦斯浓度下降了30%以上,达到了较好的注水效果。

泉店煤矿倾斜三软煤层长孔低压注水防尘技术及工程实践

粉尘作为煤矿五大灾害之一,严重危害着煤矿工人的生命安全。为了解决倾斜三软煤层开采所导致的粉尘污染,特别是呼吸性粉尘污染问题,提出了长孔低压注水降尘方案,研究了煤层注水降尘机理,分析了煤层长孔低压注水技术实施装备、工艺以及降尘效果。泉店煤矿14010工作面工程实践表明:倾斜三软煤层实施长孔低压注水技术后,煤层平均含水率提高了9倍,综采工作面司机位置降尘效率达64.0%,呼吸性粉尘降尘效率为22.44%;综采工作面机组下风侧10~15 m处降尘效率达60.86%,呼吸性粉尘降尘效率达52.02%.该技术研究为煤矿工人的生命提供了安全保障。

煤层注水对巷道瓦斯解吸释放影响及控制机制

为了探究煤层注水对巷道瓦斯解吸释放的影响以抑制瓦斯涌出,根据余吾煤业3号煤层N2103运输巷掘进工作面实际工程特点,构建了高压注水模型,采用煤层多场耦合数值模拟的方法研究了在注水压力分别为3、6、9 MPa,动压注水时间为4 h时,钻孔中心不同位置煤体水压分布、水流扩散速度、饱和度分布及含水等值线变化规律;选取N2103运输巷掘进工作面作为试验钻场进行现场工程试验,探究压力水瓦斯涌出的抑制情况。结果表明:随着注水压力的增大,钻孔周围煤体含水率增加,由于液态水对瓦斯的驱替作用,促使瓦斯不断向边界移动,抑制了瓦斯的解吸释放;当注水压力为9 MPa时抑制瓦斯涌出的效果更好,且抑制瓦斯涌出的最佳效果维持在注水后15 d左右。

煤层不同含水率对采场稳定性的影响

煤层在开采过程中,经常会受到水害的影响。由于水对煤体的物理化学作用,导致煤体弱化,从而影响到采场围岩应力的分布异于未受地下水威胁的采场。为了研究不同含水率对采场稳定性的影响,首先测定了煤体在不同含水率下(3%、6%、9%)的相关物理力学参数,然后通过理论分析和数值模拟软件分别对不同含水率下煤层沿走向推进一定距离后,煤层围岩体的稳定性进行分析研究。研究结果表明:在工作面推进了同样的距离后,随着煤层含水率的升高,煤柱应力集中系数减小,峰值应力向远离煤壁方向转移,采空区顶板破坏区域变大。同时,含水率的增加,对底板变形的影响不大。

综采工作面综合防尘技术研究

粉尘是制约综采工作面高效、安全回采的不利因素,由于煤层赋存条件以及采煤工艺不同,导致不同粉尘治理措施应用效果存在明显差异。以山西某矿5112综采工作面回采为工程研究对象,在对采取的煤层注水、喷雾除尘等常规粉尘防治措施的效果进行分析的基础上,提出采用MDF型泡沫除尘装置、循环水捕尘装置增强粉尘防治效果并进行现场应用。应用后,粉尘浓度降低至180mg/m3以内,作业人员视野范围也增加至45m以上,取得显著的粉尘治理效果。