厚煤层采空区定向长钻孔抽采瓦斯参数优选

针对曙光煤矿2304工作面采空区瓦斯积聚导致巷道瓦斯浓度较高的问题,基于“O”形圈理论和“竖三带”分区理论,分析得出了瓦斯气体渗流效率横向和纵向最大区域分别位于承压碎胀区内和裂隙区内,理论确定了其重合区域为大直径长钻孔终孔位置抽采最佳区域,最终采用数值计算方法定量分析了2304工作面钻孔不同层位和不同间距对抽采效果的影响。结果表明:当钻孔位于顶板上方38 m、水平距离回风巷20 m、钻孔间距6 m时,上隅角和回风巷瓦斯浓度分别为0.21%和0.14%,较之优化前分别降低了68.9%和70.4%,抽采平均浓度达到51.12%,抽采总纯量达到了18.6 m^(3)/min。综合得出,优化后的抽采方案在保证巷道瓦斯浓度较低的同时,大幅提升了抽采效率。

跨工作面采空区瓦斯抽采技术研究

Y型通风连续回采工作面采用沿空留巷技术提高煤炭采出率,随着工作面回采,采空区会扩大、连通,回风隅角和挡矸架内风流不畅,瓦斯不仅容易积聚,还很难稀释吹散,导致超限报警频繁。目前针对回风隅角和挡矸架内瓦斯积聚问题的解决方案,无法实现对采空区的持续抽采,且抽采能力较为分散,难以保证治理效果。针对Y型通风连续回采工作面采空区瓦斯治理难题,以东峰煤矿3202工作面为工程背景,提出一种跨工作面采空区瓦斯抽采技术。在相邻工作面的回风巷内施工定向长钻孔至采空区顶板断裂带,定向长钻孔抽采管路在工作面回采后无需撤管,可持续抽采采空区瓦斯,最大限度降低采空区及其顶板断裂带瓦斯存量,形成跨工作面,对采空区瓦斯进行抽采,减少了相邻采空区积聚瓦斯,有效防止顶板大面积垮落时采空区瓦斯突然扇出带来的瓦斯灾害。试验结果表明:跨工作面钻孔距离巷道顶板30~40 m,跨工作面定向长钻孔终孔位置在水平方向上距轨道巷20~40 m时抽采效果理想;施工定向长钻孔至采空区顶板断裂带,持续抽采采空区瓦斯,挡矸架内的瓦斯体积分数由0.67%降至0.22%,回风流瓦斯体积分数由0.47%降至0.18%,回采期间3202工作面瓦斯体积分数保持在0.6%以下。跨工作面采空区瓦斯抽采技术为采空区的瓦斯抽采方式提供了新思路。

下霍煤矿2307综采面瓦斯抽采技术应用

通过分源预测法计算得出2307工作面绝对瓦斯涌出量为2.25 m^(3)/t,瓦斯主要来源于本煤层。为了避免回采期间2307工作面回风隅角、回风巷瓦斯超限,采用本煤层抽采为主、现采采空区抽采及邻近层抽采为辅的瓦斯抽采方式,并设计了各种抽采钻孔、管路参数,抽采本煤层、邻近层及采空区瓦斯,抽采后工作面回风隅角、回风巷瓦斯浓度分别为0.45%、0.25%,瓦斯抽采效果良好,保证了工作面回采安全。

采空区瓦斯抽采高位钻孔施工技术及发展趋势

为了解决采用专用巷道和埋管法抽采工作面采空区瓦斯存在的施工成本高、效率低等问题,基于顶板高位钻孔抽采采空区和上隅角瓦斯抽采技术原理,提出由预抽钻孔和高位钻孔构建的煤与瓦斯共采体系,分析了现有回转钻进技术和滑动定向钻进技术施工高位钻孔的优点和不足,介绍了最新开发的复合定向及大直径回转扩孔钻进技术方法与试验应用情况,高位定向钻孔成孔深度达到1 026 m,成孔直径达到153 mm;同时针对当前高位定向钻孔存在的一次成孔直径小、二次回转扩孔速度慢、裸孔完孔易堵塞瓦斯抽采通道等问题,提出大直径一次成孔技术、复合扩孔钻进技术和筛管完孔技术的发展趋势,以进一步提高高位定向钻孔的一次成孔直径、钻进效率、钻孔深度和钻孔利用时间,降低施工风险,提高高位钻孔经济性和瓦斯抽采效果。

高强度柔性负压风筒在煤矿采空区瓦斯抽采的应用

为了探究利用高强度柔性负压风筒抽采采空区瓦斯的可行性以及其效果,以保德煤矿为例,选择合适的采空区进行抽采试验,然后对比分析抽采效果。结果表明,利用高强度柔性负压风筒代替采空区抽采支管的方案是可行的,并取得了很好的抽采效果,能满足井下采空区瓦斯治理的需求。

布尔台矿综放工作面采空区瓦斯运移规律及瓦斯抽采优化研究

采空区涌出瓦斯是采煤工作面瓦斯重要来源之一,合理的采空区抽采方案可有效解决工作面瓦斯超限问题。本文结合数值模拟与现场应用对神东布尔台矿42号上煤层综放工作面采空区瓦斯插管抽采系统进行优化。首先,利用流体模拟软件FLUENT模拟采场瓦斯运移特征,考虑了采空区遗煤解吸和上邻近层的瓦斯涌出,揭示了采空区瓦斯浓度分布规律,并分析了抽放口与回风隅角距离、抽采负压和不同配风比对抽采效果的影响,提出抽采优化方案。然后,将优化方案进行现场应用,重点考察了抽放口与回风隅角距离和抽采负压,得出当插管间距为70 m、抽采负压为12~18 kPa时,抽采效果较好。研究结果对高产高效低瓦斯矿井采空区瓦斯抽采方案优化具有理论和现实意义。

采空区瓦斯地面钻井抽采技术研究

针对潞安集团煤体瓦斯透气性差、煤质松软、预抽时间短、工作面回采期间上隅角预警频繁的状况,开展了余吾煤业N2105工作面地面钻井抽采采空区瓦斯技术研究。确定了地面钻井的施工工艺,进行了地面钻井抗剪能力评估,并进行了瓦斯抽采效果评价,通过抽采效果分析得出地面钻井能有效控制上隅角瓦斯浓度,提升了N2105回采工作面瓦斯抽采能力,充分发挥了综采工作面高产高效优势。

大直径钻孔煤柱穿管抽放采空区瓦斯技术研究

桑树坪二号井工作面采用从相邻的2个回风巷之间施工联络巷,建筑隔爆闭墙压管抽放采空区瓦斯存在诸多弊端。试验直接在相邻的回风巷煤柱施工大直径钻孔,通过钻孔穿管进行抽放采空区瓦斯。为此研制大直径施工钻头,采用煤柱穿管技术代替了原来的联巷压管抽放技术,节省了联巷及隔爆密闭施工等工序,同时解决了回采后期的闭墙漏风问题,工作面上隅角瓦斯治理效果非常好,具有良好的技术经济效益。

回采工作面采空区埋管抽采瓦斯模拟研究

根据采空区瓦斯分布及流动规律理论建立瓦斯流动数学模型,模拟研究采空区不同位置瓦斯浓度分布情况,调整风量、埋管深度和埋管高度等参数模拟分析。结果表明:改变风量对于上隅角瓦斯浓度变化影响不显著,得出不同埋管长度和埋管高度与上隅角瓦斯浓度的函数关系。

综放工作面采空区瓦斯高效立体化抽采设计及应用

针对高瓦斯矿井U型通风方式回采工作面上隅角瓦斯易超限问题,采用数值模拟与现场试验相结合的研究方法,对采空区立体化瓦斯抽采措施的工作面上隅角瓦斯治理效果进行研究。以晋煤集团成庄煤矿4312综放工作面为研究对象,通过数值模拟优选出高效瓦斯抽采措施,建立了"高位钻孔+采空区联络巷埋管"采空区立体化瓦斯抽采体系,通过数值模拟手段预测得到采取该抽采措施体系后工作面上隅角瓦斯浓度最大值降低至0. 42%,该抽采措施体系的现场应用中工作面上隅角实测瓦斯浓度处于0. 30%～0. 45%之间,现场应用效果验证了数值模拟结果的正确性。研究结果表明,采空区瓦斯立体化高效抽采措施能够治理高瓦斯矿井回采工作面U型通风方式下上隅角瓦斯超限难题。

采空区瓦斯大直径钻孔抽采技术在马兰矿的应用研究

为研究采空区大直径钻孔瓦斯抽采效果,以马兰矿10706工作面为研究对象,对比分析了现场采空区大直径钻孔抽采、联络巷悬管抽采与上隅角悬管抽采实测数据。结果表明:马兰矿10706工作面上隅角瓦斯含量均呈现先上升后下降的趋势,大直径钻孔单独抽采技术效率最高;同时在马兰矿实际应用中适当提高负压和抽采流量可以提升30%的瓦斯抽采效率。模拟结果表明,在相同负压条件下增加钻孔直径,可以有效增强瓦斯抽采效果。此外,将大直径钻孔瓦斯抽采技术与负压通风方法结合可以有效解决综采工作面上隅角瓦斯积聚的问题。

余吾煤业地面钻井抽采采空区瓦斯技术的应用

为解决煤矿采空区的积聚瓦斯涌向工作面,从而造成工作面以及回风流的瓦斯超限难题,潞安集团余吾煤业有限公司根据自身实际情况,在N2105工作面结合瓦斯抽采治理与采矿技术,开展了地面钻井抽采瓦斯采动影响煤层及采空区瓦斯试验。试验结果表明:随着工作面推过钻井的距离增大,顶底板裂隙逐渐发育,采空区顶板垮落,观测期间的瓦斯浓度由最初的12.2%增长到69.4%;产气平稳阶段的瓦斯纯流量由1.32 m^3/min上升为13.94 m^3/min;31 d内的累计瓦斯抽采量为30.704万m^3,产气平稳阶段(瓦斯纯流量在9 m^3/min以上)达13 d,占总抽采瓦斯期41.9%。该试验有效解决了工作面回采时的瓦斯超限难题,实现了高瓦斯矿井的煤与瓦斯共采。

富煤一矿西采区瓦斯抽采技术实践

富煤一矿西采区瓦斯涌出量大,对采掘影响大,采用穿层预抽、顺层预抽、卸压抽采、采空区抽采等多种方式结合的瓦斯抽采技术,增加瓦斯抽采量,减少瓦斯涌出量。通过瓦斯预抽后,西采区M7煤层在采掘前瓦斯含量从11.3m3/t降到8.0m3/t以下,抽采率达63.34%,保证了采掘的安全。

高位定向长钻孔抽采技术在上隅角瓦斯治理中的应用

根据象山矿井5#煤层煤系地层赋存条件,分析了采空区瓦斯富集区层位,设计施工5个顶板高位定向长钻孔进行采空区瓦斯抽采治理。现场抽采结果表明:顶板高位定向长钻孔布置层位高度20~22m,水平内错距离0~45m较为合理;通过进行5#煤层顶板定向长钻孔抽采技术应用,工作面日产量大幅提升,而工作面上隅角瓦斯浓度由此前长期维持在0.7%降至0.4%左右,有效遏制了上隅角瓦斯超限事故,实现了取消高位裂隙钻孔和采空区埋管抽采的目标。

高瓦斯厚煤层综放面采空区瓦斯治理技术及应用

为了对申家庄煤矿2303工作面瓦斯进行治理,保证矿井安全生产,对工作面瓦斯来源进行分析,确定主要瓦斯涌出源为采空区瓦斯。通过理论计算、数值模拟的方法,确定瓦斯富集区域,提出高位钻孔抽采技术和采空区埋管抽采技术措施,并进行了工业现场应用。

平煤十矿综合瓦斯抽采技术应用研究

针对平煤十矿己15-24080工作面瓦斯涌出量大、治理难度高的问题,采用本煤层预抽、采空区抽采及强化增透等多种方式相结合的综合瓦斯抽采技术最大限度地增加瓦斯抽采量。结果表明,实施综合瓦斯抽采技术后,工作面煤层瓦斯含量从12.37m3/t降到5.83m3/t,瓦斯抽采率达67.82%,回采期间回风流瓦斯浓度为0.6%,保证了工作面的安全开采。

夹河煤矿深部采区瓦斯涌出特征及防治技术

针对夹河煤矿-1010m采区9445工作面回风流瓦斯高、制约工作面高效生产的问题,提出了采用开采保护层、瓦斯综合抽采的瓦斯治理技术。对瓦斯抽采各项技术参数进行采集分析,优化了瓦斯抽采各项参数,保障了综采工作面的安全高效回采。

保德煤矿瓦斯抽采必要性与可行性分析

对保德煤矿矿井、回采工作面和掘进工作面瓦斯涌出来源进行了研究,从整体上分析了瓦斯抽采的必要性及可行性。结合实际情况分析认为,当保德煤矿进入深部区域开采时,矿井、回采工作面和掘进工作面瓦斯涌出量均超出通风稀释瓦斯的能力,有必要进行瓦斯抽采。同时通过对煤层瓦斯基础参数、前期瓦斯抽采效果的分析,得出矿井实施瓦斯抽采的可行性。

井上下联合抽采瓦斯技术在岳城矿的应用

为解决采空区瓦斯大量涌出严重制约综采工作面生产的技术难题,针对岳城煤矿1302采煤工作面瓦斯浓度高的情况,基于煤炭开采时空接替、瓦斯抽采关系,提出适合高瓦斯煤矿瓦斯治理的井上下联合抽采采空区瓦斯技术模式。实践表明:该技术模式能够大幅度降低工作面瓦斯超限的威胁,有效抽采高瓦斯矿井采空区积聚瓦斯,提高了高瓦斯煤矿瓦斯抽采水平和安全生产效益。

上隅角错距式双埋管瓦斯抽采技术参数研究

为解决采空区埋管抽采瓦斯技术因抽采管口位置改变造成抽采效果不佳的问题,以万峰煤矿1201综采工作面为研究对象,基于采空区瓦斯运移理论,分析了采空区瓦斯涌出规律,提出了上隅角错距式双埋管瓦斯抽采技术。利用COMSOL软件数值模拟得到了不同错距抽采条件下上隅角瓦斯体积分数,并通过正交实验分析确定了错距式双埋管抽采采空区瓦斯最有效位置为距底板高1.0m、1.5m,深入采空区10.0m、20.0m处。工程应用表明,错距式双埋管瓦斯抽采技术治理上隅角瓦斯超限效果显著,可为类似开采条件提供参考价值。