工作面动压区穿层钻孔瓦斯抽采技术及其效果分析

为解决突出煤层瓦斯抽采困难,回采过程中仍易造成瓦斯异常涌出,以及底抽巷瓦斯抽采利用率不足的问题,采用FLAC3D数值模拟软件对工作面回采期间超前支承压力分布及塑性区发育情况进行模拟,根据数值模拟结果有针对性地在底抽巷开展动压区瓦斯二次抽采,并通过瓦斯体积分数检测和瓦斯纯量计量对二次抽采效果进行评价。研究结果显示,工作面前方0~7m范围内为塑性区,垂直应力对煤体起到主要的破坏作用,煤体裂隙发育贯通,易于抽采;可将距工作面0~20m、20~60m和60m外分别划分为高效抽采区、有效抽采区和原始抽采区,各区瓦斯体积分数随着与工作面距离的增加而减小,直至进入原岩应力区而稳定;通过对动压区二次抽采瓦斯纯量进行计量可知,采用穿层钻孔对工作面动压区瓦斯开展二次抽采工作能够提高瓦斯抽采效率,减少工作面瓦斯涌出量。

底板穿层钻孔瓦斯抽采技术优化

为提高3#煤层瓦斯抽采效率,优化底抽巷内穿层钻孔瓦斯抽采技术,具体通过注浆、优化封孔提升钻孔密封效果,优化排渣减少钻孔钻进期间瓦斯动力显现,使用常压水扩孔并合理调控抽采管网提升瓦斯抽采效果。工程应用后,3301回风巷底抽巷穿层钻孔瓦斯抽采效率得以显著提高,为巷道掘进及后续采面回采创造了良好条件。

下向穿层钻孔瓦斯抽采技术的应用

为了加大下保护层采煤工作面瓦斯治理力度,解决下保护层采煤工作面回采过程中瓦斯对安全生产的威胁,潘一矿在下保护层工作面开采过程中,利用在被保护层工作面底板抽采巷道内施工下向穿层钻孔抽采保护层瓦斯技术,提高了下保护层工作面的瓦斯抽采率,确保了工作面的安全生产,并对其取得的效果进行了分析总结。

极薄煤层群顶板穿层钻孔瓦斯抽采技术研究

为解决四川盆地杨村铺煤矿采煤工作面瓦斯超限严重问题,运用岩层移动理论和顶板穿层瓦斯抽采方法现场试验,分析了卸压瓦斯的运移路径和富集区域,并优化了抽采参数。结果表明:由于上覆关键层对瓦斯运移具有明显的阻碍作用,最佳抽采位置在关键层下方,现场试验结果与理论分析基本吻合;试验确定了合理的瓦斯抽采参数,有效提高了瓦斯抽采率;消除了工作面瓦斯集聚不安全因素,并实现了瓦斯利用。

新景矿低透气性煤层群邻近层穿层钻孔瓦斯抽采技术

研究新景矿低透气性煤层3107工作面,结合地质条件及UDEC数值模拟确定上覆岩层'三带'分布规律,为邻近层钻孔的终孔布置层位提供依据,采用理论计算方法并结合工作面抽采情况对钻孔布置参数进行优化设计。优化设计后的邻近层钻孔抽采效果明显提高,抽采率提高到72%,上隅角平均瓦斯浓度由0.7%降低到0.38%,下降了46%,回风平均瓦斯浓度由0.65%降为0.32%。为新景矿低透气煤层群瓦斯治理提供了有利的技术保障。

低透气性煤层底板岩巷穿层钻孔瓦斯抽采技术

为了加大高瓦斯矿井瓦斯治理效果,保证煤巷安全掘进,实现抽掘采平衡,在没有合适条件保护层的情况下,优先采用煤层底板岩巷穿层钻孔预抽瓦斯。赵庄矿1307掘进工作面采用这一方法进行瓦斯预抽,原煤瓦斯含量降低至5.2~7.78m^3/t,抽采效果优于顺层钻孔,确保了矿井安全生产。

Y形通风沿空留巷下向穿层钻孔瓦斯抽采技术研究

科学技术的发展为煤炭行业提供了各种各样的机械采煤设备,为相关工作的顺利进行提供了有效帮助,为实现下伏被保护层的卸压瓦斯抽采最大化提供了技术支持。"Y"形通风沿空留巷下向穿层钻孔瓦斯抽采技术是当前适用范围比较广的一种瓦斯抽采技术,在实践过程中对其进行一定的改进,能够有效提高瓦斯的回收率。对"Y"形通风沿空留巷下向穿层钻孔瓦斯抽采技术进行相关分析,结合瓦斯抽采技术的特点,研究应用过程中存在的问题,以期为煤矿挖掘工作的稳定、顺利进行提供帮助。

寺河矿W2303掘进工作面穿层钻孔瓦斯抽采技术研究及应用

为有效保障W2303工作面掘进作业时的安全,确定采用底抽钻孔对煤层的瓦斯进行预抽作业,采用数值模拟方法研究确定了穿层钻孔的倾角合理范围为15°~50°或120°~160°,割缝钻孔能够有效提升瓦斯抽采效果,基于数值模拟结果对瓦斯抽采方案的各项参数进行具体设计。结果表明:水割缝作业能够有效提升瓦斯抽采效率,瓦斯预抽作业完成后,进风巷在掘进期间瓦斯涌出量始终保持在700m3/d,穿层钻孔的预抽作业有效的保障了巷道掘进期间无瓦斯超限现象。

穿层钻孔协同定向长钻孔瓦斯抽采技术在盘城岭矿的应用

以盘城岭煤矿150106运输顺槽为研究背景,针对原来实施的单一顺层定向长钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施所造成的瓦斯抽采效率低下、采掘失调等制约煤矿生产的问题,提出并应用高抽巷向下穿层钻孔协同定向长钻孔瓦斯抽采技术预抽煤巷条带煤层瓦斯,形成了“长抽+短抽”相结合的立体交叉瓦斯抽采模式。经试验论证,瓦斯抽采效果显著提升,能够保证矿井安全高效开采,同时也为其他高瓦斯矿井或瓦斯突出矿井的瓦斯抽采防突提供了技术参考及借鉴。

穿层钻孔瓦斯抽采半径研究

煤层瓦斯压力大、渗透率低等因素增加了瓦斯抽采工作的难度。针对煤层群条件下的穿层钻孔布置问题,以山西某矿为例,通过数值模拟,现场测试方法对瓦斯抽采半径与抽采效果进行了研究。运用COMSOL模拟软件,分析了φ75、φ94、φ113 m直径抽采钻孔与30、60、90、120 d抽采时间条件下的瓦斯压力演化规律。结果表明:φ113 mm直径钻孔的抽采效果最好,但考虑成本因素,最终选取瓦斯抽采钻孔直径为φ94 mm,极限抽采时间为120 d。通过压降法现场测定了山西某矿5#、8#、12#煤层的有效抽采半径随时间的演化趋势。经瓦斯抽采效果评判,消除了矿井煤与瓦斯突出危险性。

穿层定向长钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯技术研究与创新

煤巷消突采取传统穿层掩护方式周期长、工程量大,为确保掘进工作面能够安全高效完成区域防突措施工程,决定开展穿层定向长钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯技术研究,在北二采区6#底板防突巷施工穿层定向长钻孔,替代以往底板防突巷施工穿层钻孔预抽煤层瓦斯的区域防突措施,取得了防突掘进工作面瓦斯超前治理、精准防控、抽采达标的效果,实现了消突与掘进接续的高效衔接。

马兰矿保护层开采定向长钻孔卸压瓦斯抽采技术研究

针对马兰矿保护层开采过程中工作面瓦斯超限,现有常规钻进方式能力小,抽采效果差,严重影响回采效率的问题,设计了定向长钻孔瓦斯抽采技术方案。首先介绍定向钻孔原理和施工流程,并动态监测了钻探后,矿井瓦斯实际抽采浓度与纯量;实践表明,采用定向长钻孔瓦斯抽采技术与常规底板卸压钻孔抽采技术相比,瓦斯抽采效果更好的是定向长钻孔瓦斯抽采技术,大幅提升瓦斯抽采量,有效治理保护层开采卸压瓦斯,为工作面的安全回采提供了技术保障。

煤层顶板高位大直径定向钻孔瓦斯抽采技术研究

在煤层瓦斯抽采工程中,在钻场这些关键区域,布置了6个高位钻孔,这些钻孔布局合理位置精准,能最大限度地抽取邻近层和采空区中的瓦斯。充分考虑瓦斯运移规律,将钻孔层位选定在砂质泥岩与细砂岩的交界面,距离煤层顶板约30~65 m,以确保钻孔能够最大限度地抽取瓦斯。通过这一高位大直径定向钻孔技术,成功实现了对煤层顶板瓦斯的长期、稳定抽采,使采空区瓦斯涌出量得到了有效控制。在测试结果中,钻场内1#~6#孔平均抽采混量为9.76 m3/min,单孔的最大抽采混量为33.992 m3/min,得出高位大直径定向钻孔在瓦斯抽采过程中具有显著效果,对于提升煤矿瓦斯治理水平具有重要意义。随着煤化工行业的快速发展,提升其技术水平具有重要作用,因此需加强这方面研究,才可以更好地实际应用。

上保护层开采下定向长钻孔抽采瓦斯技术研究

平煤十二矿己14-31110工作面上保护层开采期间,存在下邻近层瓦斯涌出量大的问题。为解决治理瓦斯时工程量大、利用率低的问题,在己14-31110工作面提出了适用于上保护层开采条件下“以孔代巷”的瓦斯抽采技术。通过现场试验,确定了定向钻孔布置方式、下筛管方法和封孔工艺等关键技术参数,形成了上保护层开采条件下“以孔代巷”瓦斯抽采技术体系,有效解决了下覆己15和己16-17煤层瓦斯涌入问题。结果表明:“以孔代巷”的瓦斯抽采技术有力解决了上保护层开采条件下的瓦斯难题,确保了工作面安全高效回采。

顺层长钻孔水力造穴卸压增透瓦斯抽采技术研究

针对长平矿“三高、三多、三软、一低”的地质特征,拟采用顺层长钻孔水力造穴卸压增透技术对煤层进行改造,依托COMSOL数值模拟软件对水力造穴半径参数与抽采时间参数条件下的瓦斯压力分布状态进行分析,确定抽采参数。在3^(#)煤层开展工业试验进行对比分析,对水力造穴出煤量与平均抽采瓦斯纯量的内在机理进行探究。结果表明:0.4 m的水力造穴半径和90 d的抽采时间是最优参数,对比分析未进行水力造穴卸压的Z2钻孔与进行水力造穴卸压的Z1、Z3钻孔瓦斯浓度数据表明,Z1、Z3钻孔的浓度明显低于于Z2钻孔约8%~13%;瓦斯抽采纯量与出煤量表现为先上升后下降的二次函数关系,主要受煤层非均质性影响,坚硬区域煤层的渗透性较低,限制了出煤量与瓦斯的抽采效果,松软区域煤层中钻孔易发生塌孔或蠕变变形,从而限制了瓦斯的抽采效果。

碎软低渗煤层穿层钻孔水力压裂瓦斯抽采技术研究

碎软低渗煤层透气性差是制约煤层瓦斯治理效果的关键因素,水力压裂技术能够改善煤岩层透气性,提高瓦斯抽采效果。通过理论分析和数值模拟,发现碎软煤层水力压裂无法形成有效裂缝,而是通过高压水在碎软煤层中不断地挤胀和穿刺,使煤体发生位移,达到煤层增容、增透目的。在此基础上,以淮北矿区某矿山西组10号煤层为研究对象,开展了现场工程试验。结果显示,压裂过程中,目标煤层发生了多次的挤胀和穿刺作用,压裂影响范围超过25 m,压裂区域预抽钻孔平均瓦斯抽采浓度为63.45%,压裂区域百米煤孔瓦斯抽采纯量是未压裂区域的2.62倍,压裂区域抽采效果较未压裂区域显著提升。研究结果可为碎软低渗煤层瓦斯高效抽采提供借鉴。

穿层钻孔水力冲孔增透与有效抽采半径综合测试方法研究

为确定长平煤业3#煤层穿层钻孔水力冲孔(以下简称“穿层冲孔”)有效抽采半径,采用压降法、示踪气体法及数值模拟法相结合的综合研究方法,基于相同的钻孔布置方式及测试环境,全面分析穿层钻孔有效抽采半径的科学性和合理性,并开展工程试验对不同间距穿层钻孔的抽采效果进行对比考察。结果表明:采用穿层冲孔措施,抽采时间180 d时其有效抽采半径达到3.5 m;钻孔间距7.0 m的抽采瓦斯总量分别是钻孔间距5.0、6.0、8.0 m的1.10、1.07、1.28倍,取得了较好的工程实践效果。该综合研究方法准确、可靠。

保护层开采与卸压瓦斯协同抽采技术研究与应用

针对深部低透突出煤层群下保护层开采后上覆被保护层卸压瓦斯及下保护层瓦斯协同抽采的难题,新景矿采用“地面井预抽+高(低)位抽采巷”实现了被保护层卸压瓦斯及上隅角瓦斯的协同抽采。综合应用机械造穴、地面井压裂等增透措施,提高了新景矿15号煤层抽采效率。增透前后支管抽采瓦斯纯流量提高了2.27倍,缩短了保护层工作面预抽瓦斯的达标时间;通过对比15号煤层开采前后3号、8号及9号被保护层的卸压瓦斯地面井抽采瓦斯纯流量提高了1.85倍,实现了保护层与被保护层瓦斯的协同抽采,开采突出煤层群做到安全可控,对阳泉矿区煤层群安全高效开采具有重要的参考意义。

低渗煤层瓦斯抽采顺层钻孔水力造穴卸压增透效果研究

为了揭示水力造穴参数对钻孔瓦斯抽采效果的影响规律,指导煤层水力造穴增透技术施工参数的合理选择。建立了煤层损伤-应力-渗流耦合模型,分析了不同造穴参数下煤层卸压增透效果,展开了顺层钻孔水力造穴现场工程试验,考察了不同造穴参数下钻孔瓦斯抽采效果,结果表明:采用水力造穴技术形成的孔穴能够有效降低其周围煤体应力,提高煤层渗透率,增加瓦斯钻孔抽采效果;造穴半径越大煤层的卸压程度越大,进而煤层渗透率增幅就越大,但在实际工程中过大的造穴半径会使得孔穴稳定性差,钻孔塌孔堵塞瓦斯涌出通道会使得钻孔瓦斯抽采量有所降低,试验矿井最优造穴半径为0.6 m;造穴间距对它们之间的应力降低区范围有着较大的影响,在一定距离条件下孔穴卸压有着明显的叠加效应,造穴间距越近叠加效应越明显,煤层应力越小,卸压增透效果越好。试验钻孔穴间距由8 m减小到6 m时,单孔平均瓦斯抽采纯量增加389.16%。

石港煤业15#煤层瓦斯抽采钻孔设计及抽采效果分析

石港煤业为突出矿井,15#煤层瓦斯含量比较大。为解决15#煤层瓦斯问题,综合分析了15#煤层瓦斯基本情况,制定瓦斯预抽区域措施,分别针对巷道掘进、工作面回采制定了相应措施,巷道预抽控制范围为巷道轮廓线两帮15 m,孔间距4 m;工作面预抽钻孔孔间距2 m,抽采半径1 m。通过后期效果考察,15107工作面预抽达标周期为180 d,采用穿层预抽钻孔进行掘进巷抽采效果良好。