TBM高浓度瓦斯洞段钻孔排放治理施工技术研究

阐述在深埋超长地下隧洞工程TBM掘进施工过程中,遭遇高瓦斯浓度洞段钻孔排放治理施工技术。施工过程中通过在瓦斯洞段布设瓦斯测压孔及排放孔,实现了对隧洞瓦斯压力及稳定性的实时监测,掌握了隧洞瓦斯及地质情况等基础数据;实现了瓦斯泄压排放,降低隧洞瓦斯浓度;同时对通风布置进行优化改进,增大了隧洞通风量,加快了瓦斯排放效率。钻探排放完成后对瓦斯排放孔进行灌浆封堵,防止瓦斯再次聚集溢出,整个施工过程安全可靠且高效。

隧道瓦斯钻孔排放有效半径影响因素分析

以林(歹)织(金)铁路坪子上高瓦斯隧道为工程背景,基于COMSOL的流固耦合数值模拟,分析了隧道瓦斯排放时间和钻孔深度对钻孔排放有效半径的影响,根据瓦斯钻孔排放有效半径确定合理的钻孔间距。研究发现:当钻孔半径和钻孔深度一定时,钻孔排放有效半径随瓦斯排放时间的增大明显增大,影响区域也明显增大;当钻孔半径和瓦斯排放时间一定时,钻孔排放有效半径随着钻孔深度的增大而增大,影响区域也增大,但增加不明显。为了防止瓦斯抽放空白带的出现,给出了瓦斯排放合理钻孔间距的计算公式。

突出煤层防突钻孔排放半径的测定及应用

煤与瓦斯突出矿井的局部防爆措施仍以排放钻孔为主,由于在排放钻孔周围煤体应该减小,煤层透气性增加,使得煤层瓦斯自然排放,危险性降低。在排放钻孔周围,由于卸压和排放作用,突出危险性消除的煤层范围称为钻孔有效排放半径。确定排放钻孔的有效排放半径对正确设计排放钻孔布孔方式方法、钻孔数量具有重要的现实意义。

立井积水的钻孔排放技术

梧桐庄矿主井井筒积水量为１．８３万ｍ３，水头压力５．４５ＭＰａ。选择安全的隔水层及可靠的孔口装置。

瓦斯钻孔排放半径测定方法的探讨与优化

为了解决瓦斯排放孔半径测定过程中由于方法选择和操作等原因而出现的测定结果不够准确,以及由此而导致的空白带出现问题,通过多次试验,采用流量法和钻屑法测定相结合的方法,通过对2种测定结果进行综合分析、修正,再根据测定所依据预测指标的敏感程度综合确定出排放半径R的测定结果1.5 m≤R≤1.8 m,经实践证明是准确和可靠的,排放钻孔措施在实施过程中有效地避免了空白带的出现。

低透煤层瓦斯超前排放钻孔布置方式优化研究

目的为有效解决低透气性煤层瓦斯突出问题,有效消除阵列布孔方式带来的瓦斯排放盲区以及对角圆相切布孔方式造成的钻孔数量增加、重复排放等问题。方法通过理论分析,在超前排放钻孔有效排放半径一定的情况下提出阵列菱形法优化超前排放孔的布置方式(R为有效排放半径,煤层走向排放孔的间距为√3R),其钻孔数量约为对角圆相切法的3/4,重复排放面积减少至11%,减少了对角圆相切布孔方式的重复排放面积,减少了钻孔的数量。结果运用COMSOL Multiphysics对阵列菱形法布孔方式进行数值模拟运算,结果表明,阵列菱形法布孔方式排放20 d后,钻孔有效排放半径内整体瓦斯压力低于0.5 MPa,排放100 d后瓦斯压力低于0.30 MPa,卸压效果优于对角圆相切布孔方式的。将阵列法和对角圆相切法两种布孔方式排放100 d时钻孔周围的瓦斯压力分布情况与阵列菱形法布孔方式排放20 d时的分布情况交叉对比,发现阵列菱形法布孔方式卸压速率更快,卸压范围更广。结论提出阵列菱形法设计钻孔布孔方式,并运用COMSOL Multiphysics对3种钻孔布孔方式的卸压情况进行数值模拟运算,对比发现,阵列菱形法钻孔布孔方式比阵列法和对角圆相切法布孔方式更具优势,且在相同时间内卸压速率更快、卸压范围更广,对低透煤层预防瓦斯突出具有重要的意义。

煤层排放钻孔直径和排放时间对排放半径演化规律的影响研究

煤层钻孔排放半径是局部防突的一个关键技术参数。为获得煤层钻孔排放半径与排放钻孔直径、排放时间之间的关系,以祁东煤矿为试验地点进行考察试验。采用现场试验与数值模拟的方法,分析在不同排放钻孔直径和不同排放时间下的煤层钻孔最大排放半径的演化规律。建立了一种排放半径计算方式;实测了祁东煤矿9煤层不同排放钻孔直径在排放不同时间后的最大排放半径;数值模拟获得水平方向上钻孔周围瓦斯压力呈现“U”形分布;排放时间相同情况下,煤层钻孔最大排放半径随着钻孔直径的增大而增大;排放时间和钻孔直径与排放半径分别满足不同的函数关系;获得了排放半径与排放钻孔直径与排放时间的耦合关系。

超前排放钻孔有效影响范围考察研究

煤与瓦斯突出是煤矿重大动力灾害现象之一,由于矿井动力现象问题的复杂性和生产地质条件的多样性,其预测预防任务极为艰巨。迄今为止,钻孔排放瓦斯是局部防突最有效、最常用的措施之一。超前排放钻孔局部防突措施通过降低采掘工作面前方的集中应力,加快吸附瓦斯的解吸和游离瓦斯的释放,有效提高采掘工作面煤体的稳定性,降低瓦斯和构造应力梯度,进而降低或消除采掘前方的突出危险。确定合理的超前排放钻孔有效排放半径,对保证超前钻孔的瓦斯排放效果以及节约防突成本、确保矿井的安全生产至关重要。

煤层超前排放钻孔有效排放半径测定及效果研究

根据中泰矿业煤层赋存条件以及几种局部防突措施的可操作性使用考虑,本文测定了鹤煤中泰矿业2509工作面二1煤层钻孔瓦斯涌出初速度,通过对钻孔瓦斯涌出量的测定,最终确定了该矿煤层钻孔的有效排放半径,充分提高各矿井区域防突工作效果,避免了在设计和施工过程中出现钻孔控制区域不到位出现空白带和钻孔出现重叠现象,解决了排放钻孔设计不合理等问题,从而减少超前钻孔布置的盲目性,为矿井的防突工作提供技术支持。

不同孔径排放钻孔有效影响半径的时空响应

针对矿井在施工排放钻孔局部防突措施时,已知排放时间,如何确定排放钻孔孔径和钻孔间距这一难题,提出一种钻屑量和钻屑瓦斯解吸指标现场测试法,结合数值模拟计算,确定不同孔径排放钻孔有效排放半径随时间的变化规律。研究结果表明:同一孔径排放钻孔,随着排放时间的增加,有效排放半径呈幂指数增大;不同孔径排放钻孔,随着排放钻孔直径的增加,有效排放半径呈幂指数增大。研究结论对矿井选取合适的排放钻孔孔径及布置参数具有指导意义。

超前钻孔有效排放半径测定方法探讨

施工瓦斯排放钻孔是突出煤层消除突出危险的有效途径,而钻孔有效半径是指导瓦斯排放钻孔设计的依据。运用瓦斯压力法测定钻孔排放有效半径,为石门揭煤超前钻孔的布置提供了科学依据,提高了防突措施的有效性。

排放钻孔有效半径的简易确定方法

建立了排放钻孔周围煤体瓦斯流动的数学模型，探讨其数值解，并在此基础上分析了钻孔瓦斯涌出规律。

ZFF-25型超前排放瓦斯钻孔专用钻机的研制

介绍了一种适应瓦斯超前排放钻孔要求,能利用现有凿岩机气腿的轻便型风动钻机。试验表明该钻机参数选择合理、结构紧凑、操作方便,为煤矿提供了一种新型的实用装备。

“挂耳”抽放配合防突钻机施工排放钻孔实践

安阳鑫龙煤业大众公司22061回采工作面遇水害和薄煤带,需进行掘巷改造,采用"挂耳"抽放配合QFZ-22轻便型防突钻机施工超前排放钻孔,解决了低透气性煤层地质构造带防突问题,效果显著。重点介绍了QFZ-22轻便型防突钻机的优点和应用效果。

排放钻孔快速促排瓦斯合理深度研究

针对伏岩煤业煤巷掘进局部施工的排放钻孔消突效果差,掘进时瓦斯超限严重、频繁等问题,结合现场应用分析认为排放钻孔深度是影响排放效果的关键因素,采用现场钻屑法演算了煤巷前方煤体应力和煤层透气性的变化规律,在此基础上确定排放钻孔合理深度为12.2 m。经在3013运输顺槽掘进工作面试验,回风流瓦斯浓度能控制在0.4%以内,掘进速度提高近1倍,取得了理想效果。

立井井筒揭煤瓦斯排放钻孔布置参数的确定方法

针对立井揭煤瓦斯排放钻孔的环形布置方式,建立了钻孔设计参数的数学模型,并完成了排放钻孔相关参数的计算,提高了钻孔设计质量和实用性。

边掘边抽与排放钻孔相结合的防突措施

通过对各种防突措施发生突出次数统计分析 。

采用钻屑量差值法考察超前排放钻孔有效影响半径

为了提高煤层超前排放钻孔有效影响半径测试工作的效率,在钻屑量指标测试方法的基础上,将施工测量钻孔改为直接施工排放钻孔,即在井下同一位置施工2个排放钻孔,利用2个排放钻孔测试的钻屑量差值来判定超前排放钻孔的有效影响半径,省略了扩孔工序,提高了影响半径的测试效率。采用钻屑量差值法对煤矿现场M5#煤层瓦斯超前排放钻孔的有效影响半径进行考察,考虑到井下条件的复杂性,在测试区域内共布置5个测点,要求测点沿煤层走向不少于2个,沿煤层倾向不少于3个,得出M5#煤层的超前排放钻孔有效影响半径为0.56~0.61 m,并引入钻屑量临界指标验证了结果的准确性。从安全角度考虑,最终确定M5#煤层超前排放钻孔有效影响半径为0.50 m。

超化煤矿地面大口径排放钻孔施工技术

为完成超化煤矿地面3个大口径钻孔施工,根据以往6个大口径钻孔的施工经验,通过优化钻探设计,进行煤层采空区堵漏技术试验,采用止浆塞堵漏技术和高铝水泥,克服钻进中出现的中等漏失和煤层采空区等不利因素,用较短时间完成了钻孔施工,确保了超化矿复采期的瓦斯排放和地下水排出,实现了矿井的安全生产。

安顺煤矿超前排放钻孔有效排放半径研究及应用

为了解决瓦斯排放孔半径测定过程中由于方法选择和操作等原因而出现的测定结果不够准确,以及由此而导致的空白带出现问题,通过现场试验,采用钻屑解吸指标法测定的方法,通过对测定结果进行综合分析、修正,确定安顺煤矿Φ42 mm直径的排放钻孔有效作用半径为R<0.25 m,Φ90 mm直径的排放钻孔有效作用半径为R<0.55 m,经实践证明是准确和可靠的,排放钻孔措施在实施过程中有效地避免了空白带的出现。