基于综合指标法和残余瓦斯含量法的突出预测

综合指标法是预测煤与瓦斯突出的常用方法,但由于煤层地质条件的不同,煤层对预测指标的敏感程度不同。这就导致了在不同矿区,或同一矿区的不同煤层的预测不够准确。在分析了现有的预测瓦斯突出危险性方法的局限性和预测结果不确定性的基础上,提出了采用综合指标法和残余瓦斯含量法预测工作面的采前瓦斯突出危险性。对煤矿现场工作面消突措施薄弱带进行抽样钻孔取芯,实测煤层瓦斯参数,采用综合指标法和残余瓦斯含量法对工作面采前瓦斯突出危险性做出了预测,并对预测方法的可靠性进行了分析。根据现场的实测结果,对该面后期回采时所采取防突措施提出了建议。

瓦斯含量法在煤与瓦斯突出能量分析中的应用

为有效预防煤与瓦斯突出事故,用瓦斯含量法分析煤与瓦斯突出过程的能量转化问题。首先,分析6个煤与瓦斯突出实例;然后,用自主研制的煤与瓦斯突出模拟试验装置,进行10次实验室模拟试验,验证突出实例分析结果。结果表明:弹性能占突出总能量的0.01%~2.36%,瓦斯膨胀能占突出总能量的97.64%~99.99%,在瓦斯膨胀能中,游离瓦斯膨胀能占总膨胀能的0.07%~8.82%,解吸瓦斯膨胀能占总膨胀能的91.18%~99.93%;试验结果与实例分析结果相近。突出能量始终以瓦斯膨胀能为主,解吸瓦斯提供了绝大部分的瓦斯膨胀能,瓦斯含量对突出的发生和突出的强度有重要影响。

瓦斯含量法预测煤与瓦斯突出的研究与应用

针对目前我国煤与瓦斯突出预测方法存在的预测深度浅、效率低等局限性,结合我国突出煤层特定的赋存条件及其物理力学性质,研发了基于瓦斯含量预测煤与瓦斯突出的一整套新技术与装备,主要包括煤层瓦斯含量直接快速测定技术、装备及工艺;煤与瓦斯突出三维数值模拟软件程序;适用于中软突出煤层的深部随钻定点取样技术和装备;瓦斯含量指标临界值的确定方法等。通过该研究,工作面突出预测的深度从目前的小于10 m提高到65 m,且预测时间缩短为原来的1/2。以淮南顾桥矿13号煤层为例说明了瓦斯含量指标临界值的确定程序与方法,初步确定顾桥矿13号煤层的瓦斯含量指标临界值为8.00 m3/t。

煤层瓦斯含量法确定保护层开采消突范围的技术及应用

如何科学、快速、准确地确定保护层开采消突范围一直是矿井安全开采技术难题之一。针对目前保护层开采消突范围各判别准则理论上的非一致性和生产实践中的局限性,笔者结合淮南矿区潘三煤矿保护层工作面开采的工程实践,提出了利用煤层瓦斯含量来确定保护层消突范围的技术方法。通过快速准确现场测定在保护层开采前后被保护煤层的瓦斯含量,基于被保护煤层煤与瓦斯突出的临界瓦斯含量值,科学地确定其消突范围。该技术对保护层开采消突范围的合理性确定,科学地设计布置瓦斯抽采钻孔位置,最大限度地利用保护层开采进行区域性防突,保证矿井的安全高效开采具有重要意义。

基于瓦斯含量法的顺层钻孔抽采影响半径研究

瓦斯抽采是解决矿井瓦斯灾害问题的有效措施之一。为经济高效地开展煤层瓦斯抽采工作,采用瓦斯含量法对寺家庄煤矿15号煤层进行了抽采有效半径考察研究。结果表明:抽采影响半径随抽采时间的增加而增大,抽采半径数值与抽采时间呈指数关系。

残余瓦斯含量法在测定瓦斯抽采有效半径中的应用研究

根据瓦斯抽采有效半径测定方法的研究现状及各种方法优缺点的分析结果,提出残余瓦斯含量法测定抽采有效半径,并以林华煤矿9号煤层为例进行了现场测定,得到不同抽采时间对应的抽采有效半径,为合理布置抽采钻孔间距提供了科学依据,提高了瓦斯抽采效率,降低瓦斯抽采成本。

浅议现行煤与瓦斯突出区域预测指标及新探索

基于目前煤与瓦斯突出区域预测采用的指标中的不足,提出了初始释放瓦斯膨胀能指标,从能量学的角度解释了煤与瓦斯突出。通过实验模拟以及现场的实际验证,证明此指标的预测准确率达90%以上,初始释放瓦斯膨胀能方法很好地弥补了现行区域预测指标的不足。

基于深孔定点取样技术的顺层钻孔瓦斯抽采半径考察

为了提高顺层钻孔抽采半径测定的准确性与可靠性,针对绿塘煤矿瓦斯地质条件,采用深孔定点取样技术在6_中S204工作面进行了现场应用,考察了深孔定点取样技术的适用性,并对瓦斯含量测定结果进行了对比分析。结果表明,采用深孔定点取样技术,取样深度达到71 m,取样时间控制在5 min以内,瓦斯含量测定结果的准确性和可靠性更高。在此基础上,采用可解析瓦斯含量法对绿塘煤矿6_中煤层ф75 m顺层钻孔的抽采半径进行了考察,得出了钻孔抽采半径R与预抽时间t之间的关系式,对于突出矿井区域措施钻孔的设计具有重要参考意义。

富源县平庆煤矿C7＋8煤层瓦斯抽采有效半径研究

为了提高平庆煤矿瓦斯抽采钻孔布置的科学性和合理性，在平庆煤矿117802工作面回风巷现场试验，采用瓦斯含量降低的方法，通过对测定结果进行综合分析、修正，确定平庆煤矿C7＋8煤层Ф75mm直径的抽采钻孔有效作用半径R与抽采时间T的相关关系，经实践证明是准确和可靠的，抽采钻孔措施在实施过程中有效地避免了空白带的出现。

巷道预排瓦斯等值宽度考察研究与应用

为了解决实际考察煤层巷道预排瓦斯等值宽度的难题,本文通过对已掘巷道煤壁瓦斯运移规律研究分析,提出了基于可解吸瓦斯含量法的等值宽度考察方法。以可解吸瓦斯含量为指标,借助曲线模拟相关性系数得到煤壁瓦斯运移随煤壁暴露时间的函数关系。该方法在23302运输顺槽进行了现场试验,得出该巷道瓦斯等值宽度与煤壁暴露时间的函数关系:L=0.2416t0.8487,R 2=0.9997,为矿井防突设计和区域措施实施范围提供数据支撑。

巷帮“三带”分布与顺层钻孔封孔深度研究

为了提高玉溪煤矿顺层钻孔瓦斯抽采浓度及抽采效率,基于合理封孔深度的重要性,根据玉溪煤矿现场测定条件,采用测定瓦斯含量法研究巷道"三带"分布规律,确定巷道周围松动圈范围并得出顺层钻孔合理封孔深度范围。通过现场抽采效果验证,证明顺层瓦斯抽采钻孔合理封孔深度应该超过集中应力带应力峰值点,最后确定玉溪煤矿顺层钻孔合理封孔深度为12.5m,大幅度提高了瓦斯的抽采浓度,延长了抽放衰减周期,为煤层瓦斯长时间预抽提供了技术支撑,实现了矿井高浓度瓦斯的稳定利用,增加了安全保障,创造了经济效益。

东庞矿2号煤层Ф113mm顺层钻孔有效抽采半径测试

瓦斯抽采钻孔有效抽采半径是煤矿布置抽采钻孔合理间距的重要依据,此次研究采用瓦斯含量下降法,在东庞矿21212轨道巷进行试验,确定了2号煤层有效抽采半径界定标准。结果表明,在2号煤层Ф113mm顺层孔使用囊袋式两堵一注、抽采负压在16~22 kPa时,抽采10 d的有效抽采半径为1.0 m,抽采30 d的有效抽采半径为3.5 m,为瓦斯抽采设计提供了依据。

方庄一矿二_1煤层抽采钻孔封孔深度的确定

瓦斯抽采是瓦斯治理的重要手段,其中合理封孔深度的确定对于提高瓦斯抽采率具有重要的影响。随着巷道的掘进,煤岩层的空隙和裂隙扩张发育,地应力重新分布向深部转移,得出瓦斯钻孔封孔深度必须穿过巷帮煤层的泄压带,而又在应力峰值之间。运用flac3D数值模拟软件模拟巷道开挖,结合煤层瓦斯含量测定法现场实测确定出巷道的泄压带与应力集中带的范围,最终确定出所在埋深的煤层合理封孔深度为11～13m。