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。

掘进工作面定向长钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯技术研究与创新

为确保掘进工作面能够安全高效完成区域防突措施工程,缓解掘进接续的紧张局面,促进矿井安全经济协调发展,大兴矿以北二1206运顺工作面预抽煤巷条带煤层瓦斯为对象,研究定向长钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯技术,替代以往底板瓦斯道穿层钻孔预抽煤层瓦斯区域防突措施,收到良好安全经济效果,并为掘进工作面区域防突措施提供了新方法,开拓了新思路。

掘进工作面定向长钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯技术研究与创新

为确保掘进工作面能够安全高效完成区域防突措施工程,缓解掘进接续的紧张局面,促进矿井安全经济协调发展,大兴矿以北二1206运顺工作面预抽煤巷条带煤层瓦斯为对象,研究定向长钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯技术,替代以往底板瓦斯道穿层钻孔预抽煤层瓦斯区域防突措施,收到了良好的安全经济效果,并为掘进工作面区域防突措施提供了新方法,开拓了新思路。

穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯在赵庄矿的应用

针对煤层透气性差、抽采效果不理想的问题,赵庄矿应用了底板岩巷穿层钻孔预抽措施。通过对底抽巷的层位选择、穿层钻孔的布置、封孔工艺等影响瓦斯抽采效果的各个环节的分析研究,验证了采用底抽巷实施穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯掩护巷道掘进的可行性和良好的瓦斯治理效果,为矿井的长远发展提供了安全保障。

预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的快速效检解析

为了提升预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的快速效检质量,就要通过科学的方式进行分析处理,了解瓦斯含量以及现场解吸指标的关系。文章主要对预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的快速效检进行分析。

开采保护层与预抽煤层瓦斯防突效果分析

为比较开采保护层与预抽煤层瓦斯防突效果,以1124(3)运顺开采保护层段和预抽煤层瓦斯段煤巷掘进为试验对象,统计了试验地点煤巷掘进期间残余瓦斯含量、钻屑瓦斯解吸指标K1、钻屑量等防突指标,采用假设检验方法推断了各防突指标是否有差别,分析了开采保护层段和预抽煤层瓦斯段各防突指标产生差别的原因,验证了开采保护层区域防突措施比预抽煤层瓦斯区域防突措施更加安全可靠。

定向钻孔预抽突出煤层煤巷条带瓦斯技术研究

为缓解突出煤层矿井采掘衔接紧张的问题,实现煤巷掘进前快速消突的目标,针对传统瓦斯抽采消突方法存在的施工周期长、成本高的问题,本文提出利用定向钻孔预抽突出煤层煤巷条带瓦斯,采用空气复合定向钻进技术解决突出煤层定向长钻孔钻进的难题,并研制选型了配套的空气复合定向钻进装备。青龙煤矿试验结果表明:该技术装备成孔效果显著,攻克了钻孔施工过程中存在的钻孔轨迹精确控制、下斜孔高效排渣、空气螺杆钻具正常运转等技术难题,定向长钻孔抽采瓦斯流量大、浓度高,其中,21608轨顺钻场已抽采瓦斯200万m^(3);21601运顺钻场瓦斯抽采达标,经区域效果检验合格后已安全掘进,研究结果为碎软突出煤层煤巷条带消突提供了新的思路。

鲁班山北矿15采区瓦斯赋存特征及地面预抽采部署

瓦斯地面预抽采能够提高煤炭的高效安全开采及实现瓦斯资源的有效利用,依据采区的瓦斯赋存特征可部署瓦斯地面预抽采井,从而助力区域煤与瓦斯高效协调开发。结合川南地区合鲁班山北矿15采区煤层展布情况、储层物性特征和瓦斯测试结果,从保存条件和资源条件2个方面分析瓦斯赋存的影响因素,采用体积法估算15采区主力煤层的瓦斯资源量,并根据15采区煤炭开采规划,结合矿井瓦斯地质特征和地形地貌特点以划分接替抽采区域且进行地面抽采井井位优选。优选结果显示:以15采区1518、1538工作面为先期试验区,以2和3号煤层(组)、7和8号煤层(组)为主,优选直井+定向井组合模式,形成不规则的丛式井组井网,矩形井网的长边方向与裂隙方向平行,井间距取值200~250 m。

大径孔预抽煤巷条带瓦斯技术的优化及应用

针对孟津煤矿二2煤层弱突出危险性的特点,以及11031工作面胶带、轨道顺槽掘进速度缓慢的问题,研究不同孔径钻孔的卸压范围和抽放效果。采用大直径钻孔,钻孔分区式布置对现有区域消突技术进行优化,孔径113 mm的抽放钻孔单孔抽放瓦斯纯量为孔径94 mm的1.8倍。表明大径顺层长钻孔的应用,能够有效消除煤巷预抽条带瓦斯突出危险,提高掘进速度,确保掘进工作面的安全生产。

预抽煤巷条带瓦斯区域防突措施效果检验方法研究

为了提高预抽煤巷条带瓦斯区域防突措施效果检验效率,保证安全生产,提出用钻屑瓦斯解吸指标Q3、Q20和瓦斯含量逐级对区域防突措施进行效果检验的方法,通过实验研究了各解吸指标与瓦斯压力和瓦斯含量之间的关系,并在平煤股份八矿区已15-13330机巷进行了现场试验,应用效果良好。

顺层钻孔预抽巨厚煤层瓦斯影响因素分析及工程实践

为研究综放开采下顺层钻孔预抽巨厚煤层瓦斯影响规律,以新疆硫磺沟煤矿9-15(08)巨厚煤层工作面为原型,借助FLUENT数值模拟软件建立二维本煤层瓦斯顺层抽采模型,对不同钻孔抽采参数影响下的煤层瓦斯预抽效果开展研究。研究结果表明:不同抽采参数对煤层瓦斯预抽效果均具有显著影响,预抽钻孔的合理抽采参数分别为钻孔直径φ94 mm、钻孔开孔间距2 m、抽采负压15 k Pa。结合模拟研究结果,对试验工作面本煤层瓦斯预抽钻孔抽采参数进行优化调整,得到监测期间进风巷主抽放管路内的瓦斯抽采浓度、流量及纯量平均值分别为15.94%、24.75、3.87 m^(3)/min,瓦斯预抽钻孔布置合理,可为类似巨厚煤层瓦斯预抽系统的选择布置提供一定的技术支撑。

EGF增渗液在高瓦斯特厚煤层预抽中的应用研究

EGF增渗液用于煤矿瓦斯预抽钻孔的增透、增渗,从而提高抽采效果。通过在永陇矿区22311工作面进行试验和分析,在使用EGF增渗液后,定向钻孔单孔抽采浓度最大可提升10倍左右,平均提升3倍左右,瓦斯抽采流量平均提高近2倍。该增渗液达到了提高工作面抽采率、缩短预抽时间的目的,具有高效、绿色的特点。

普通钻孔和定向钻孔联合预抽煤巷条带瓦斯研究

针对采用单一顺层普通钻孔或定向钻孔预抽煤巷条带瓦斯时存在普通钻机施工长钻孔易偏离轨迹、定向钻机施工成本较高等问题,以青龙煤矿21601掘进工作面为研究背景,提出了采用普通钻孔和定向钻孔联合预抽煤巷条带瓦斯。数值模拟结果表明:单钻孔预抽瓦斯时,抽采初期钻孔终孔位置处钻孔轴向瓦斯压力等值线呈“V”形分布,随着抽采时间延长,瓦斯压力“V”形分布逐渐平滑;钻孔径向瓦斯压力以钻孔为中心呈环状依次向外递增;预抽93 d时的有效抽采半径达3.80 m;普通钻孔和定向钻孔可分别有效控制煤巷两帮15 m和煤巷掘进工作面前方200 m范围内瓦斯。现场应用结果表明:普通钻孔和定向钻孔联合预抽时,瓦斯抽采总量平均值为19.86×10^3 m^3,瓦斯抽采体积分数平均值为53.5%,瓦斯抽采纯流量平均值为1.97 m^3/min,瓦斯抽采混合流量平均值为3.68 m^3/min,残余瓦斯含量小于8 m^3/t,瓦斯抽采效果良好。

气动定向钻进技术在松软煤层条带瓦斯预抽中的应用

针对淮北矿区松软煤巷条带消突采用"底板巷—穿层钻孔"成本高且效率低现状,采用顺层气动定向钻进技术,按钻孔设计精准控制钻孔轨迹于预抽条带煤层中,通过钻孔抽采瓦斯实现煤巷条带消突。根据淮北矿区松软煤层特性,开展煤巷条带预抽瓦斯定向孔设计、气动定向钻进装备选型、软煤定向孔成孔与护孔工艺、抽采效果评价等研究。该技术成功应用于淮北某矿Ⅲ635工作面煤巷条带消突,试验7个孔深均大于300m钻孔,且全程下筛管,创造两淮软煤矿区顺层钻孔372 m最深记录,成功保障煤巷掘进,减少底板巷和穿层钻孔,为软煤矿区煤巷条带瓦斯高效治理探索出新方法。

定向长钻孔瓦斯抽采技术在煤巷条带预抽中的应用

为了解决以往条带瓦斯预抽钻孔工程量大、抽采浓度低、抽采时间长的问题,采用定向长钻孔瓦斯抽采技术预抽榆树田煤矿的条带瓦斯,施工了4个定向长钻孔,分析了其在煤巷条带瓦斯预抽中的抽采效果。研究表明:定向长钻孔在榆树田煤矿煤层中单孔长度可达723m,煤层孔段比例高达96%以上;日瓦斯抽采浓度最大为73.8%,日最大抽采纯量达23017m3/d;定向长钻孔瓦斯抽采技术煤层孔段比例高、抽采速度快,能够实现定向条带的区域消突。

基于长距离密闭取心的煤巷条带瓦斯预抽效检研究

区域瓦斯抽采效果检验是"四位一体"综合防突工作的重要一环,寺河矿采用残余瓦斯含量作为预抽煤巷条带瓦斯区域防突措施效果检验指标,采用常规取心测定瓦斯含量分段评价瓦斯抽采效果,该效检方法存在评价范围小、检验点轨迹偏差大、掘进与效检交叉作业等问题。在研究煤矿井下煤层长距离密闭取心技术及工艺的基础上,提出了基于长距离密闭取心的煤巷条带瓦斯预抽效果快速检验方法,并选择东区工作面瓦斯预抽煤巷条带进行试验。根据寺河矿试验结果,长距离密闭取心测定煤层瓦斯含量为常规取心测值的1.26~1.71倍,煤巷条带瓦斯预抽一次效检范围由90 m扩大至390 m。研究表明,基于煤层长距离密闭取心的煤巷条带瓦斯预抽效检方法是可行的,该方法实现了煤层钻孔精准定点、长距离、密闭取心,提高瓦斯含量测定结果准确度,大幅扩大区域瓦斯预抽效果一次效检范围,减少掘进工作面生产与效检工作的交叉作业,促进了矿井生产"抽-掘-采"平衡。

碎软低渗煤层顶板水平井条带瓦斯预抽技术

针对贵州西部煤矿区井下瓦斯抽采难度大、安全性低等问题,将地面抽采先进技术应用于煤矿瓦斯治理,开展碎软低渗煤层顶板水平井条带预抽技术方法研究。以对江南煤矿为例,通过井位优化布置、井眼轨迹设计、定向射孔和分段压裂等工艺流程研究,抽采工作面和掘进条带的煤层瓦斯,并通过储层数值模拟和编绘残余瓦斯含量分布图对抽采效果进行描述。预测结果显示,顶板水平分段压裂井抽采影响范围成条带状分布,并随抽采时间的持续以井眼为中心向两侧扩展,抽采强度随距井眼距离的增大逐渐降低,连续抽采5年,综合抽采率可达32%,掘进条带瓦斯含量可降至8 m^3/t以下。

顺层钻孔预抽条带瓦斯在煤巷掘进中的应用

针对Ⅱ6113风巷里段掘进过程中回风流瓦斯浓度一直居高不下的问题,通过对地质构造、瓦斯赋存规律及掘进工作面瓦斯涌出规律的分析,阐述了顺层钻孔预抽条带煤层瓦斯在瓦斯富集区域Ⅱ6113切眼煤巷掘进中的应用,降低了煤层瓦斯含量,杜绝了Ⅱ6113切眼掘进过程中的瓦斯超限事故,实现了安全掘进。

定向长钻孔水力压裂增渗技术预抽煤巷条带瓦斯的应用研究

为提高低渗、高瓦斯突出煤层煤巷条带瓦斯抽采效率,实现低渗、突出煤层煤巷条带瓦斯的快速有效治理,在2130煤矿4号煤层24223运输巷开展了井下定向长钻孔水力压裂增渗技术试验研究。试验结果表明,试验区内4号煤层水力压裂影响半径为30m,煤层透气性提高了4.59倍,缩短了瓦斯抽采时间,提高了瓦斯抽采效果。

底板定向长钻孔技术预抽煤巷条带瓦斯应用试验

2130煤矿4号煤层为突出煤层,工作面采掘接替严重紧张,为实现4号煤层工作面24223运输巷快速掘进,决定在24223运输巷开展底板定向长钻孔预抽煤巷条带瓦斯试验。此次试验共设计施工了4个定向长钻孔,通过现场试验数据分析,4号煤层24223运输巷平均瓦斯含量由11.14 m^3/t降为5.73 m^3/t,降低了48.6%,同时大大缩短了工期,减少了施工安全风险,节约成本82.8%。试验结果表明,"以孔代巷"技术能够实现煤巷条带瓦斯的快速、有效治理,且性价比较高。