近距离高瓦斯煤层群首采层“一面四巷”瓦斯治理技术

针对近距离高瓦斯煤层群首采层回采工作面“U”型通风条件下,邻近层瓦斯通过煤岩体卸压产生的裂隙大量涌入到上隅角并进入回风流造成瓦斯超限的问题,以东于煤矿03X04回采工作面为研究对象,分析了回采工作面“U”型通风条件下采空区卸压瓦斯运移规律,从而确定了“回采工作面运输、轨道巷+高、底抽巷”相结合的“一面四巷”联合瓦斯治理技术方案。现场应用结果表明:回采工作面瓦斯抽采率达到81%,本煤层瓦斯含量下降了33%,完全处于卸压范围内的边部底抽巷拦截钻孔抽采纯量达到单孔0.02~0.03 m3/min,瓦斯抽采浓度最高达90%,抽采纯量提升2倍以上,大幅度减小了下邻近层瓦斯涌入回采工作面和上隅角,回采工作面轨道巷和边部底抽巷回风流瓦斯浓度稳定在0.2%~0.4%,上隅角瓦斯浓度处于0.3%~0.4%,有效地解决了回采工作面“U”型通风条件下上隅角和回风流瓦斯超限的问题,保证了矿井安全高效生产。

松软低透高瓦斯煤层群定向拦截长钻孔瓦斯抽采技术研究

为了解决松软低透高瓦斯煤层群上保护层开采过程中,采空区瓦斯涌出量大的问题,以同等情况的象山矿21315工作面为工程背景,采用理论分析计算方法,研究定向拦截长钻孔瓦斯抽采下伏被保护煤层瓦斯沿裂隙向上游移瓦斯的方法、效果及钻孔数量位置。

低透气性高瓦斯煤层群无煤柱快速留巷Y型通风煤与瓦斯共采关键技术

针对深井高地应力、高瓦斯含量、低渗透率、三软复合顶板煤层群条件,提出了深井首采关键卸压层无煤柱沿空留巷Y型通风煤与瓦斯共采新方法,深入研究并创新集成了无煤柱快速沿空留巷新型支护、巷旁充填及留巷钻孔抽采卸压瓦斯等3大关键技术难题,通过在顾桥煤矿等地的成功应用,实现了煤与瓦斯的高效共采。

淮南矿区高瓦斯煤层群深井开采设计创新

近几年开发建设的矿井,由于不断加大设计创新力度,采取分区开拓、分区通风、煤与瓦斯共采等先进科学的设计理论,从而使建井工期、达产工期大为缩短,工作面单产水平大幅提升,安全生产状况大为改观,形成了一套适合淮南矿区复杂地质条件下的快速建井及高产高效核心技术体系,取得了明显效果,从而为淮南矿区复杂地质条件下深部高瓦斯煤层群安全开采提供了必要的技术储备和借鉴经验。

淮南矿区高瓦斯煤层群深井开拓实践

淮南矿区近年来采取分区开拓、分区通风、分水平开拓、分水平通风开拓方式,使建井工期、达产工期大为缩短,安全生产状况大为改观,取得了经济效益和安全效益双丰收,为复杂地质条件高瓦斯煤层群深井开采提供了必要的技术储备和借鉴经验。

近距离高瓦斯煤层群采动裂隙带瓦斯抽采技术

为了解决沙曲矿近距离高瓦斯煤层群开采过程中瓦斯超限这一难题,运用理论分析和数值分析相结合的方法对沙曲矿南翼4号煤开采采动裂隙演化规律进行了分析,确定了高位裂隙钻孔组的合理布置位置。结果表明:采空区垮落带和裂隙带高度分别为8、36.5 m,贯通裂隙带距工作面顶板垂高8~23 m,非贯通裂隙带距工作面顶板垂高23~42 m,工作面上方22 m左右裂隙分布密集且覆岩整体结构相对稳定,将钻孔延深至该区域能有效提高瓦斯抽采的浓度、抽采量和稳定性。现场实践表明:利用DDR-1200型千米定向钻机,将钻孔布置在距工作面上方22 m处时,瓦斯抽采效果明显,平均瓦斯抽采体积分数90.68%,平均瓦斯抽采纯量达11.58 m3/min。

切顶卸压沿空留巷技术在高瓦斯煤层群中部煤层的应用

针对白皎煤矿高瓦斯煤层群中部煤层的工程地质条件,提出并实践了切顶卸压沿空留巷无煤柱开采的技术,研究了留巷加固支护、切顶自动成巷和采空区防灭火工艺。研究表明:采用切顶卸压技术,将采空区原整体的顶板提前采用爆破切顶的方法使采空区垮冒区域与沿空留巷区顶板的压力实现应力分区,当不需要留巷部分采空区顶板在周期来压作用下自然垮落后,形成新巷帮,成功保留2443机巷,从根本上解决了在高瓦斯煤层群开采过程中留设煤柱带来的应力集中、瓦斯突出、煤柱发火等技术难题。

近距离高瓦斯煤层群底抽巷煤与瓦斯共采实践

针对近距离煤层群高瓦斯工作面的地质及回采条件,建立采场底板卸压数值分析模型,选取膨胀量和卸压系数两个指标分析了底板煤岩层运移和应力变化特征,指出作用于底板煤岩层应力的急剧增大与减小导致出现卸压膨胀现象,随工作面推进范围扩大,最终膨胀量和卸压系数大小分布呈现马鞍型。为减少底板煤岩体内卸压瓦斯涌入工作面,采用底抽巷治理瓦斯的方案,提出了底抽巷的布置原则。工程试验中,底抽巷顺层钻孔抽采瓦斯纯量及浓度逐渐稳定在最高值7 m^3/min和50%,工作面回风流及尾巷风流瓦斯浓度稳定在0.55%及0.6%以下,实现了煤与瓦斯共采。

深部高瓦斯煤层群煤与瓦斯协调开采技术

为了解决深部高瓦斯煤层群条件下的煤与瓦斯协调开采问题,在新集矿区实施了多种治理方法。主要的技术措施有保护层开采、瓦斯综合抽采、优化采掘部署等。结果表明:现场治理效果显著,消除了瓦斯超限,缓解了生产衔接紧张问题,初步实现了深部高瓦斯煤层群条件下的煤与瓦斯协调开采。

乌达矿区近距离高瓦斯煤层群立体瓦斯治理技术研究

针对乌达矿区近距离高瓦斯煤层群的具体条件,在对9#煤层开采底板破裂规律、顶板"三带"数值模拟、工作面瓦斯涌出等方面进行分析和研究的基础上,根据各矿井瓦斯治理装备的配备情况,提出工作面走向顺层长钻孔预抽、卸压拦截抽采、顶板走向高位水平长钻孔抽采、风巷机巷上向钻孔抽采,以及上隅角埋管抽采的立体瓦斯治理技术方案,现场应用表明,回风瓦斯体积分数约为0.30%,上隅角瓦斯体积分数约为0.45%,解决了该矿区9#和10#煤层开采时的瓦斯超限问题。

高瓦斯煤层群瓦斯综合抽采技术研究

为解决高瓦斯煤层群井下安全生产的问题,以山西朱家店矿4101工作面为例,分析了工作面煤层的瓦斯来源,根据抽采钻孔施工的影响因素,对4101工作面提出了本煤层瓦斯抽采、邻近层瓦斯抽采和采空区瓦斯抽采的瓦斯综合抽采技术,实现了采前预抽、边采边抽和采后采空区抽放的综合抽放方法,为煤层群瓦斯治理提供了比较有效的技术途径。

高瓦斯煤层群水平井立体抽采模型探讨

沙曲煤矿24307多分支水平井试验成功后,面对高瓦斯煤层群对回采工作面形成的多源性瓦斯危害,提出上邻近层和下邻近层瓦斯综合治理,利用地面多分支水平井的优势结合矿井的生产衔接,采用多分支水平对接钻孔进行瓦斯治理,实现本煤层和上下邻近层综合瓦斯治理,并且防止巷道掘进期间煤与瓦斯突出,降低瓦斯涌出量,实现工作面回采期间采空区瓦斯的有效治理。

近距离高瓦斯煤层群倾向高抽巷抽采卸压瓦斯布置优化

倾向高抽巷作为一种治理卸压瓦斯的重要方法，其布置参数与抽采效果的匹配关系需要合理确定。针对典型的近距离高瓦斯煤层群开采条件，对采空区上覆岩层裂隙演化规律进行了研究，揭示了倾向高抽巷最佳布置位置在竖直方向上15倍采高、水平方向深入工作面约35 m 处。据此，在24202工作面回风巷，以40°仰角起坡且垂直于回风巷轴线向顶板方向施工60 m，再沿倾向水平施工8 m 来布置高抽巷。实际治理效果表明，单个倾向高抽巷的抽采半径为55～60 m，开采过程中有4～5个高抽巷处于瓦斯抽采活跃期，有效抽采总距离为500 m，平均抽采瓦斯总量25.22 m3/min，占抽采总量的62.24%，实现了卸压瓦斯高效治理。

近距离高瓦斯煤层群综采工作面通风方式的选取

为了得到近距离高瓦斯煤层群综采工作面合理的通风方式,理论研究了近距离高瓦斯煤层群综采工作面的瓦斯运移规律,对比分析了常用工作面通风方式的优缺点以及对瓦斯抽采的影响,得出了近距离高瓦斯煤层群综采工作面宜选用Y型通风的结论。沙曲矿24202工作面从U+L型通风改为Y型通风后,工作面瓦斯抽采量从40 m3/min提高到45 m3/min,瓦斯抽采率从62.5%提高到73%,日产量从600 t增加到1 800 t,工作面回风瓦斯浓度从0.8%降低到0.5%,工作面瓦斯零超限,从实践的角度证明了Y型通风的合理性。

高瓦斯近距离煤层群易自燃工作面回撤防火关键技术研究

为了确保屯宝煤矿10115工作面安全回撤,通过采取注氮、注浆、堵漏风、自燃预测预报等多种方法,对10115工作面撤架密闭期间自燃综合防治措施进行研究,结果表明:终采撤架期间和撤架密闭后,CO、O2、CH4等气体指标都处于较安全的范围内,说明采取的综合防灭火措施对采空区遗煤低温氧化起到很好的防治效果。

煤层群高瓦斯综采工作面瓦斯综合治理技术

一、概况 平煤天安一矿是平煤集团的主力生产矿井，属于煤与瓦斯突出矿井。井田东西走向长5km、倾斜长5．86km，面积29．3km^2。1957年12月动工兴建，经过一期、二期扩建，矿井设计能力为400万吨／a。2007年生产原煤394万t。

上保护层开采底板卸压规律及瓦斯治理技术

为了解决近距离高瓦斯煤层群条件下上保护层开采后下伏被保护层因卸压作用大量瓦斯涌入工作面采空区造成上隅角或回风流瓦斯超限的问题,以西汾柳矿区西山煤田东于矿03X00工作面为研究对象,运用理论计算与数值模拟相结合的方法,分析了上保护层开采后被保护层的应力分布情况,得到了卸压瓦斯运移规律,从而确定了工作面“一面三巷”布置与“上覆煤层预抽+下伏煤层卸压抽采”的瓦斯治理技术方案。现场结果表明:03X00工作面开采后2号煤层完全处于卸压范围内,被保护的2号煤层卸压率达到92%,煤层瓦斯含量和瓦斯压力出现明显的下降,降低率均达到60%以上,卸压瓦斯抽采浓度提高60%,纯量提高近1倍,工作面轨道巷和底抽巷回风流最大瓦斯浓度0.3%,上隅角最大瓦斯浓度0.4%,避免了瓦斯超限,保证了矿井安全生产,也为煤与瓦斯协调开采提供了科学支撑。

半煤岩工作面保护层开采的卸压机理及回采设备选型

基于保护层开采是解决低透气性高瓦斯突出煤层群卸压防突有效办法的现状,针对煤层群中不具备常规保护层(煤层厚度≥0.8 m)开采条件的问题,及实现下部被保护煤层卸压增透的难题,提出了极薄、薄煤层半煤岩工作面保护层开采技术的解决思路。通过理论分析了半煤岩工作面采高与下部煤层卸压的关系,并基于沙曲煤矿地质条件,采用数值模拟分析得出:被保护煤层膨胀变形率随着保护层开采厚度的增加大致呈线性增长。据此在沙曲煤矿22201工作面进行现场工业性试验,试验结果表明:在观测7个月时间内工作面共推进了602.6 m,平均每天推进3.05 m,共计出煤约181020 t。从现场生产实际可知,工作面及回采巷道内配置的设备满足生产需要,半煤岩工作面基本可实现安全高效开采。