大湾煤矿瓦斯抽采精细化示范实践研究

伴随着煤炭资源开采的不断深入,煤层透气性差、抽采方式单一、抽采系统难以适配深部瓦斯地质赋存条件,导致贵州水城矿业股份有限公司大湾煤矿瓦斯抽采效率低,严重制约企业的安全高效生产,为解决瓦斯治理难题,大湾煤矿扎实贯彻“一个钻孔就是一项工程”的理念,选择在120706运输巷瓦斯治理巷开展瓦斯抽采精细化工程示范实践,研究结果表明:通过“细组织、钻到位、管到底、孔封严、规范连、水放通、长时抽、重激励、严问责”全过程精细化管理,大幅度缩减了瓦斯抽采难度,切实提高了钻孔质量和抽采效果。

顺层钻孔预抽煤层瓦斯精准布孔模式及工程实践

顺层钻孔预抽瓦斯技术是降低煤层瓦斯含量的有效方法之一,合理的布孔参数是提高煤层瓦斯预抽效果的关键。为提高顺层钻孔布孔精准性和科学性,建立了含瓦斯煤体流固耦合抽采模型,基于响应面法设计布孔参数优化方案,运用COMSOL Multiphysics模拟软件分析了地质因素(煤层瓦斯含量、透气性系数)和工程因素(抽采负压、钻孔直径、布孔间距)交互作用对钻孔预抽煤层瓦斯的影响规律,提出钻孔间最大瓦斯压力与达标压力比(P_(max)/P_(b))的布孔参数判定指标,创新了煤层“分时分区”式顺层钻孔预抽煤层瓦斯精准布孔方法,得到适用于不同煤层瓦斯赋存特征的最优钻孔布置参数,并进行现场试验。结果表明:预抽初期,相邻钻孔间抽采叠加效应不明显;随着预抽时间延长,抽采叠加效应越发显著,垂直钻孔方向的抽采达标区域逐渐由孤立向复合转变。不同预抽时间下,P_(max)/P_(b)对各因素的敏感性依次为:布孔间距>煤层瓦斯含量>透气性系数>钻孔直径>抽采负压。不同预抽时间下,煤层瓦斯含量和透气性系数的交互作用响应等值线分布密集,2者对P_(max)/P_(b)影响非常显著,并且对P_(max)/P_(b)数值影响较大;工程因素中抽采负压与钻孔直径的交互作用响应等值线呈圆形分布,说明二者交互作用不明显;在布孔间距与地质因素交互作用下,响应等值线沿布孔间距方向更为密集,布孔间距对P_(max)/P_(b)影响仍然是显著的,与单因素分析结果相互佐证。试验工作面采用“分时分区”式顺层钻孔精准布孔方法确定的合理布孔参数依次为:抽采负压24.0 kPa、钻孔直径113 mm、布孔间距6.0 m;经优化预抽钻孔参数后,现场瓦斯预抽效果良好且预抽达标检验合格,实现了煤层瓦斯精准预抽。

厚煤层强采动覆岩卸压瓦斯富集特征精准探测技术

为了更加直观和科学性研究分析厚煤层强采动覆岩裂隙发育规律和高浓卸压瓦斯在采动覆岩裂隙场富集特征,以玉华煤矿2407工作面为试验对象,依据经典的采动覆岩裂隙场理论及卸压瓦斯运移机理,采用多功能的智能钻孔探测的方法,在现场对玉华煤矿厚煤层强采动覆岩卸压瓦斯富集区进行精准探测。结果表明:采动裂隙区裂隙演化形态以岩层横向离层裂隙演化为主;随推进,岩层之间发生竖向破断贯通横向离层裂隙,形成纵横交错的裂隙网。该技术优化拓展了厚煤层强采动裂隙场中卸压瓦斯富集规律分析方法,可以指导高位走向大直径钻孔抽采卸压瓦斯富集区瓦斯工程实践。