赵庄矿高抽巷层位布置及瓦斯抽放效果分析

针对赵庄矿1307工作面3号煤层瓦斯抽采主要存在"三难一低"的问题,即打钻难、成孔难、预抽瓦斯难、抽采浓度低,前期采用"三进两回"的瓦斯治理模式,易造成掘进进度慢,采掘比例严重失调。通过FLAC^(3D)数值模拟,分别从不同层位的高抽巷所受的应力和位移进行分析,得出高抽巷最佳布置层位。采用"U+高抽巷"的瓦斯治理模式,分别从高抽巷的层位、抽采纯量、抽采负压和抽采浓度几个方面分析高抽巷在不同回采阶段的抽采效果。结果表明,1307工作面高抽巷最佳层位为43~51m左右,抽放瓦斯纯量效果最好,对应的负压为12~15k Pa,成功低降低了上隅角的瓦斯浓度。

潞安矿区3号煤层放顶煤工作面高抽巷层位研究

潞安矿区3号煤层赋存稳定,平均厚度约6.0 m,多采用放顶煤采煤法进行回采,近年来,随着工作面向3号煤层深部区域延伸,煤层原始瓦斯含量逐渐增大,仅靠本煤层钻孔预抽及边采边抽等措施无法有效解决工作面瓦斯超限问题,而高抽巷在放顶煤工作面瓦斯治理方面发挥着重大作用。通过理论分析与多个矿井的实际使用情况验证,初步确定了3号煤层放顶煤工作面高抽巷的最佳层位。

高抽巷合理层位的确定方法与应用

针对中煤昔阳能源有限责任公司黄岩汇煤矿15108工作面邻近煤层瓦斯涌出量大,造成该工作面回采期间上隅角瓦斯体积分数超限的问题,采用理论计算与UDEC数值模拟,得出各覆岩下沉量及竖"三带"发育范围,对不同层位下的高抽巷抽采效果进行现场实测与评价,结果表明:煤层上方岩层随着埋深变浅各覆岩下沉量也逐渐减小,沿竖直方向能反映出竖"三带"的基本特征。竖"三带"理论计算与数值模拟结果相近,高抽巷实际布置层位与抽采效果验证了两个结果的可靠性,最终确定15108工作面裂隙带最大发育高度,为67.7~70.4 m,高抽巷合理层位应为50~70 m,此范围内高抽巷可将上隅角瓦斯体积分数控制在0.3%以下。

寺家庄矿综采工作面顶板走向高抽巷合理层位研究

阳煤集团寺家庄矿15106综采工作面瓦斯涌出量较大且具有突出危险性,针对该工作面上隅角瓦斯易超限的难题,基于工作面上覆岩层破坏的"O"型圈理论,提出了沿走向在顶板布置高抽巷进行瓦斯抽采的方法。为了探究高抽巷布置的最佳区域,首先应用理论计算及材料相似模拟的方法,得到采空区垮落带高度为0~20 m,裂隙带高度为20~60 m,弯曲下沉带高度为60 m以上;"O"型圈的导气裂隙圈在采动侧长为20 m;沿走向方向,开切眼侧破断角基本稳定在60°,回采侧破断角在43°~68°处波动,平均55°;当工作面推进距离与工作面长度相同时,沿倾向方向进风巷和回风巷破断角均为58°。应用Fluent软件分别模拟高抽巷与煤层顶板垂距为20、30、40 m,与回风巷内错距为30、40、50 m时的抽采效果,结果表明:高抽巷垂距为30 m、内错距40 m时,高抽巷内瓦斯体积分数最高,为21.2%,上隅角瓦斯体积分数最低,为0.54%。将试验所得方案应用于现场实践后,在回采初期,由于大裂隙尚未形成,上隅角瓦斯体积分数存在超限危险,随着工作面的推进,风排瓦斯量逐渐减小,高抽巷抽采瓦斯量逐渐升高;在进入正常抽采期后,上隅角瓦斯体积分数平均值约为0.6%,与模拟所得结果基本相符,该方案能够大幅缓解风排瓦斯的压力,有效解决上隅角瓦斯超限的问题。

宏岩煤矿综放工作面高抽巷合理层位布置研究

针对高瓦斯综放工作面瓦斯超限问题,根据宏岩煤矿10101工作面的实际地质条件和开采工艺,基于工作面覆岩破坏高度和高抽巷层位理论,分析认为高抽巷层位理论高度应布置在23～50.5m之内。并通过数值模拟进行验证,得出9+10煤采动后L_4石灰岩以下的岩层全部垮落,垮落带发育高度为21m左右,结合该矿的实际情况确定高抽巷层位布置在6煤中。

大采高工作面初采阶段瓦斯治理技术研究

通过分析研究,在亭南煤矿205工作面初采阶段采取调整末段高抽巷的层位、增加高位钻孔贯通高抽巷、加大卸压区煤层瓦斯抽放量及加大隅角抽放能力等瓦斯治理措施,有效地解决了205工作面初采阶段回风隅角瓦斯浓度超限问题,为大采高工作面初采阶段瓦斯治理积累了实践经验。

分层充填沿空留巷瓦斯治理技术研究

为有效解决高瓦斯矿井瓦斯治理难的问题,以漳村矿26采区2605工作面为研究背景,通过分析已回采工作面安全开采影响因素,提出“分层充填沿空留巷+高抽巷”瓦斯治理方式,即在2605工作面运输巷实施分层填充沿空留巷,封堵采空区涌出瓦斯,避免向留巷内泄漏,通过高抽巷对涌出瓦斯进行抽采。根据载荷适应性原理和变形适应性原理,建立分层充填沿空留巷围岩力学模型,给出充填墙失稳的判别临界值,研究分层充填墙力学性能和留巷期间围岩及充填墙稳定性和高抽巷的瓦斯抽采效果。研究表明:分层充填墙的稳定性受分层厚度比和充填墙宽度影响,存在最优参数组合。而高抽巷瓦斯抽采效果随着远离沿空留巷呈现先增后减的变化规律。现场观测数据表明:采用上述瓦斯治理方式后,2605工作面上隅角瓦斯体积分数小于0.55%,分层充填沿空留巷内瓦斯体积分数低于0.5%,该方式能有效地进行瓦斯治理,实现高瓦斯矿井的安全开采。