工作面煤层瓦斯立体抽采时空效应分析

针对低透气性煤层瓦斯难以抽采的问题,以新集二矿220112工作面回采区域煤层为背景,采用倾向顺层钻孔、底板穿层钻孔、顶板定向钻孔及上隅角埋管抽采相结合的立体瓦斯抽采系统抽采瓦斯。瓦斯抽采数据表明,回采煤层瓦斯抽采具有一定的时间效应和空间效应,抽采瓦斯的混合量和瓦斯浓度随着抽采时间和推进距离的增加呈现减小趋势,并趋于稳定;上隅角埋管和高抽巷抽采瓦斯浓度和混合量与顶板周期来压具有较好的一致性,上隅角埋管抽采瓦斯受周期来压影响较大,在周期来压前,应加强上隅角瓦斯抽采,防止周期来压时上隅角瓦斯超限。抽采效果表明,工作面回采区域瓦斯预抽率为31.9%,实测最大残余瓦斯含量为3.5 m^(3)/t,最大残余瓦斯压力0.25 MPa,回采期间钻屑瓦斯解吸指标最大值为90 Pa,钻屑量最大值为2.6 kg/m,取得了较好的抽采效果,实现了回采工作面的安全开采。

石门揭煤工作面立体抽采瓦斯治理技术研究

煤矿安全生产事故中,煤与瓦斯突出是一种特别危险的灾害形式。在煤矿开采过程中,由于煤层受到工作面采动的影响,在地应力或瓦斯压力的作用下,瓦斯往往通过煤层中的裂缝和孔隙大量涌出,发生煤与瓦斯突出的现象。煤与瓦斯突出不仅会造成重大人员伤亡和财产损失,还会对矿井生产经营造成严重影响。因此,快速、高效的对石门揭煤区域煤层瓦斯治理技术进行研究具有重要意义。

煤矿区煤层气三区联动立体抽采理论与模式

为了实现煤矿区煤炭与煤层气2种资源的安全高效协调开发,基于煤炭开发时空接替规律,将煤矿区划分为规划区、准备区、生产区3个区间,分别采用地面钻井排采、地面与井下联合抽采以及本煤层钻孔抽采等不同的瓦斯抽采技术以保证煤炭安全高效生产。根据煤矿安全生产容许最高瓦斯含量数学模型、煤层瓦斯压力数值模拟模型和煤层气立体抽采优化专家系统,创立了三区联动的区域递进式立体抽采模式(晋城模式),提高了煤炭资源采出率,实现了煤矿瓦斯井下抽采和地面原位抽采2个独立产业模式的有效衔接,解决了煤层气开发与煤炭开采的时空矛盾。

近距离煤层群瓦斯立体抽采技术研究

针对桐梓煤矿近距离煤层群开采,首先选择瓦斯含量较小、突出危险性低的煤层作为保护层进行开采,利用其开采扰动作用提高下部卸压煤层的透气性。采用顺层钻孔、低位走向穿层钻孔、采空区埋管和底板上向穿层钻孔等措施对煤层群进行立体化综合抽采,试验表明:保护层工作面瓦斯预抽采率在55%以上,消除了煤与瓦斯突出危险性,工作面开采后上隅角瓦斯体积分数控制在1%以下;6号、7号和9号被保护煤层经卸压后透气性系数分别增加了392、320和289倍,瓦斯抽采率超过60%,实现了煤与瓦斯安全高效共采。

高瓦斯综采工作面瓦斯立体抽采技术与应用

针对高瓦斯综采工作面瓦斯含量高、瓦斯涌出量大、开采强度大等特点,提出在回采巷道掘进和工作面回采过程中进行瓦斯立体抽采的治理方法,巷道掘进期间通过底抽巷穿层钻孔与掘进工作面顺层钻孔形成立体抽采系统;工作面回采期间利用底抽巷穿层抽采、工作面顺层抽采和高抽巷组成立体抽采系统,确定了瓦斯立体抽采的主要技术参数;结合赵庄煤矿1307工作面实际的地质条件和开采条件,进行了瓦斯立体抽采试验.研究结果表明:瓦斯立体抽采大幅度降低了工作面的瓦斯含量,瓦斯抽排率达到69.28%,瓦斯抽采效果显著,是一种良好的瓦斯治理方法,实现了工作面掘进和回采期间的安全生产.

瓦斯立体抽采系统中采空区漏风实测及模拟研究

针对工作面、邻近层或采空区瓦斯抽采增加采空区漏风的问题,以天池煤矿401工作面尾巷排放采空区瓦斯结合顶板走向高抽巷抽采上邻近层瓦斯、顺层钻孔抽采本煤层瓦斯,即以瓦斯立体抽采系统为实例,运用实测与模拟相结合的方法,研究瓦斯立体抽采系统中采空区漏风规律。研究表明:瓦斯立体抽采作用下的漏风流进入采空区的深度大幅增加;高抽巷的作用使得采空区漏风量增加,导致采空区中深部浮煤自然发火危险性增加。

立体抽采条件下高瓦斯采空区煤自燃危险性预测

为准确预测高瓦斯采空区煤自燃的状况,通过分析发现高抽巷是监测采空区遗煤自然发火的最有效地点。推算出采空区气体在高抽巷中所占的体积分数,进而确定采空区遗煤不同的燃烧阶段所对应的CO体积分数和CO指数。结果表明:当高抽巷中的CO体积分数Chdr CO<30×10-6或CO指数ICO<0.5%时,采空区的遗煤处于低温氧化阶段;当高抽巷中的CO体积分数Chdr CO≥30×10-6或CO指数ICO≥0.5%时,采空区遗煤进入自然发火危险阶段,此时必须采取措施控制采空区自燃氧化的进一步发展。对80501工作面的采空区煤自燃成功地进行预测预报,实现了安全生产。

近距离突出煤层群无煤柱开采及立体抽采技术

为解决沙曲矿在近距离突出煤层群开采过程中瓦斯超限的问题,采用理论分析、实验室和现场试验等手段分析了首采工作面瓦斯涌出量大、大采高沿空留巷困难、抽采难以达标等问题,提出了近距离突出煤层群无煤柱开采瓦斯立体抽采技术和大采高沿空留巷关键技术。结果表明:该技术实现了4.2 m大采高工作面沿空留巷,沿空留巷断面收缩率控制在34%以下,保证断面尺寸大于8.0m2,以满足矿井通风与瓦斯治理的需求;工作面瓦斯抽采率达71.2%,煤炭采出率提高了13%。

近距离煤层群立体抽采瓦斯流动规律的模拟

对近距离煤层群采空区垮落带破碎煤岩的渗透率进行量化研究,得出其分布规律;采用Fluent软件模拟了近距离煤层瓦斯立体抽采防突过程,得出了抽采钻孔周围的瓦斯流动规律,抽采钻孔周围煤体中瓦斯压力分布,从钻孔中心向外0～8 m范围内呈增大扩散,抽采钻孔周围煤体中瓦斯流动速度场分布,从钻孔中心向外0～2 m范围内呈减小扩散,确定了相关的抽采负压、流量和抽采半径等参数。

晋城矿区煤层气三区联动立体抽采模式

经过20多年的探索与实践,晋煤集团与中国矿业大学、西安煤炭科学研究院等单位合作,根据煤炭开发时空接替规律,将煤矿区划分为规划区、准备区、生产区三个区间,分区采用地面钻井排采、地面与井下联合抽采以及本煤层钻孔抽采等不同的技术措施以保证煤炭安全高效生产,初步实现了煤矿区煤炭与煤层气两种资源安全高效协调开发。三区联动的区域递进式立体抽采模式(晋城模式),初步解决了煤层气开发与煤炭开采的时空矛盾,提高了煤炭资源回收率,实现了煤矿瓦斯井下抽采和地面原位抽采两个独立的产业模式的有效衔接。

突出厚煤层瓦斯立体抽采技术与抽采效果分析

煤层瓦斯抽采作为解决煤与瓦斯突出的有效手段被广泛应用于生产实践。为了探索瓦斯立体抽采技术在突出厚煤层中的适用性,通过对南山煤矿盆底区南翼15#突出危险煤层采用立体抽采钻孔布置的工艺与效果分析,总结出突出厚煤层采用立体抽采技术的条件与措施,对于类似条件的煤矿生产实践有重要的指导意义。

深部地区复杂岩层高位定向长钻孔立体抽采瓦斯技术应用

峰峰矿区各矿井的生产地区逐步向千米埋深延伸,深部地区煤层具有瓦斯压力高、含量大、难抽采等特点,2号煤工作面回采期间的瓦斯治理难度逐步增高。此次主要研究在深部地区采用基于高位定向长钻孔的立体抽采技术,解决回采期间瓦斯超限问题。采用定向钻机在复杂岩层施工高位定向长钻孔和常规抽采钻孔相结合的方式实现立体抽采,实现安全高效生产。

被保护层卸压瓦斯立体抽采技术

论述了保护层开采和瓦斯抽采对于煤矿安全生产的重要性及对环境保护的意义,并阐明了其理论依据.介绍了适合我国煤层赋存条件的立体化瓦斯抽采新技术,并举例说明了保护层开采和立体化抽采技术所取得的效果及其对遏制瓦斯灾害、充分利用资源的重要性.

顾桥煤矿保护层工作面瓦斯立体抽采技术研究

根据顾桥煤矿1116(1)工作面下保护层开采技术条件,分析了保护层开采过程中临近煤岩体的变形规律和卸压瓦斯的运移规律,提出本煤层回采期间采用地面钻井、底抽巷、顶板走向钻孔等立体抽采卸压瓦斯方案,1116(1)工作面保护层开采期间立体抽采,瓦斯抽采量38.08m3/min,抽采纯量达5.7514×106m3,工作面瓦斯抽采率78.4%,最高月产达0.357Mt,上隅角瓦斯浓度始终保持在0.6%以下,实现煤与瓦斯安全高效共采。

瓦斯立体抽采技术在杨柳矿1061综采面的应用

针对杨柳矿1061综采面具有瓦斯含量高和煤与瓦斯突出危险等情况,该工作面采用了底板穿层孔预抽煤层条带煤层瓦斯、顺层钻孔预抽整个工作面煤层瓦斯、老塘角预埋管抽采老塘角瓦斯、高位走向钻孔抽采工作面瓦斯和地面钻孔抽采工作面瓦斯的瓦斯立体抽采技术。实践证明:该抽采技术有效地解决了1061综采面瓦斯超限和瓦斯动力现象的问题,可为类似地质条件的矿区提供技术参考。

塔山煤矿特厚煤层瓦斯立体抽采技术研究

为防治采掘工作面瓦斯积聚及瓦斯超限,贯彻落实"以风定产,先抽后采、监测监控"方针,保证矿井安全生产,对塔山煤矿防灭火技术及立体瓦斯抽采技术进行了研究,为类似开采技术条件矿井的瓦斯治理及防火工作具有一定的借鉴作用。

深部高瓦斯矿井大采高工作面立体抽采瓦斯技术

为了有效提高瓦斯抽采效率,以黄陵二号煤矿瓦斯(油层气)抽采为研究对象,采用现场调查、数值计算和现场监测等方法,综合分析深部高瓦斯矿井瓦斯(油层气)涌入路径,实施了综合立体抽采技术。工作面存有的4个砂岩储气层,均受采动影响,其分别处于上覆岩层的弯曲下沉带、垮落带和裂隙带之间,以及底部扰动范围,为采空区和工作面涌出瓦斯源。依据上覆岩层结构和采动影响程度,将抽采区分为采空区、采动区、未采煤层区,建立动态综合立体抽采技术。研究结果表明:工作面综合抽采技术实现了空间全覆盖的瓦斯抽采,各位置抽采量增加、瓦斯浓度降低。围岩及采空区瓦斯体积分数降低了40%、68%、41%。综合抽采技术提高了矿井的瓦斯抽采率,为矿井开采瓦斯治理提供了有力支撑。

顶板水力压裂与高位钻孔立体抽采瓦斯新技术

针对新安煤矿煤层赋存不稳定且松软破碎、透气性低的现状,实施了顶板水力压裂与高位钻孔相结合的立体瓦斯抽采技术。试验研究表明:在煤层顶板围岩和煤层进行水力压裂生成比较丰富的裂隙,使煤体卸压的同时透气性显著提高;在水力压裂影响范围内布置高位钻孔进行立体抽采,煤层瓦斯含量降低到2.3 m3/t。压裂孔平均瓦斯抽采纯量由0.004 m3/min增大到0.216 m3/min,日累计最大瓦斯抽采纯量由8.4 m3增大到392.4 m3,有效提高了瓦斯抽采效率,满足了瓦斯可利用的条件,为新安煤矿预防煤与瓦斯突出提供更加合理、高效的技术支持。

煤层立体抽采下瓦斯涌出规律及治理研究

通过对该矿综放面风排瓦斯、瓦斯抽采特征研究、工作面瓦斯立体抽采下瓦斯抽排规律的研究,以及对立体抽采下本煤层和邻近层抽采相互影响进行研究。确定了工作面采取本煤层、邻近层抽采和内错尾巷风排瓦斯相结合的瓦斯综合治理措施,经过实测及数据分析之后,可以看出取得了较好的效果。

瓦斯立体抽采技术在突出厚煤层群保护层回采工作面的应用研究

突出厚煤层群采用下保护层作为区域防突措施时,上下邻近层的瓦斯大量涌入工作面而造成瓦斯浓度超限,给矿井的安全生产带来极大隐患。为了解决这一问题,乌兰煤矿在Ⅱ020703工作面采用地面钻井、高位钻孔、工作面顺层钻孔、底板穿层钻孔和采空区埋管等措施,对工作面瓦斯涌出源头进行了立体化综合抽采。试验表明,瓦斯立体抽采技术能有效地解决突出厚煤层群保护层开采时的瓦斯浓度超限问题,为其他类似条件的矿井提供了技术参考。