高瓦斯矿井综合瓦斯抽采技术实施应用

为解决山西安泽玉华煤矿采煤工作面风排瓦斯量大的问题,实施应用了本煤层瓦斯抽采、采空区瓦斯抽采以及高位定向长钻孔裂隙带瓦斯抽采等综合瓦斯抽采技术,大大提高了瓦斯抽采效果,彻底解决了采煤工作面回风流瓦斯浓度偏高的问题,为矿井安全生产提供了安全保障,为高瓦斯矿井瓦斯治理提供了有益借鉴。

复杂软弱煤层条件下高转速大扭矩钻探装备设计及试验研究

复杂软弱煤层的钻孔成孔效果对矿井瓦斯抽采具有重要意义。针对王坡煤矿复杂软弱煤层钻孔施工排渣难、事故率高、成孔难等问题;设计了一种具有高转速、大功率、大扭矩性能的ZDY6000LR型高转速履带式钻机,其最大扭矩6 000 N·m,最大转速400 r/min;通过对钻机的布局、动力头、调角机构、给进机身及液压系统的优化设计,确保在施工过程中能够有效地解决在钻进过程中出现的卡钻、塌孔等问题;开发具有强度高、不易崩齿等优点的Ø95/Ø60.3 mm宽翼片插接密封螺旋钻杆,以及具有强度高、断齿风险低等优点的Ø113 mm、Ø120 mm、Ø133mm三角梯齿PDC钻头。在王坡煤矿3 206工作面现场工业性试验表明:该套钻探装备及钻具组合有效解决了施工过程中存在的排渣难、喷孔顶钻等问题,提高了钻孔成孔率,百米以上钻孔成孔率超过70%,为矿井本煤层瓦斯抽采提供了重要支撑。

高位定向长钻孔瓦斯抽采技术在高山煤矿瓦斯治理中的应用

为有效解决高山煤矿瓦斯超限问题,以50230工作面为研究对象,基于理论分析和计算确定高位钻孔的设计方案,并经过现场实测对比长距离定向高位钻孔和定向顺层钻孔2种技术的瓦斯抽采效果和工程效益。结果表明,定向高位钻孔的单位抽采量相对于顺层钻孔更为显著,实现1.3~2.1倍的提高,体现较好的社会和经济效益,保证矿井的安全高效生产。

侧向高位钻孔在高瓦斯特厚煤层中的立体层位研究

侧向高位钻孔是一种在邻近工作面或巷道布置、以抽采工作面采空区瓦斯为目的的抽放钻孔,主要用于上覆岩层为泥岩、受工作面超前应力集中区影响、传统高位钻孔难以成孔的工作面。通过在永陇公司22311工作面进行试验分析,在不同终孔层位使用侧向高位钻孔抽采采空区瓦斯后,确定了抽采效果最优终孔层位,达到了缩短钻孔施工工期,提高工作面抽采率的目的。

厚煤层综放工作面瓦斯治理技术研究

崔家沟煤矿作为高瓦斯矿井,煤层最厚区域达到19 m,为治理2311综放面瓦斯问题,首先采用本煤层顺层预抽钻孔和千米定向钻技术对工作面瓦斯进行了预抽,接着在工作面回采期间采用高位钻、千米定向钻、插管技术边采边抽。在实施综合措施后,2311综放面平均瓦斯含量降低至了1.81 m^(3)/t,回采期间回风巷最大瓦斯体积分数为0.4%,上隅角最大瓦斯体积分数为0.6%,证明了该治理措施效果良好。

碎软煤层高速螺旋钻探装备研制与实践

针对王坡煤矿碎软煤层钻孔施工排渣难、事故率高、成孔难等问题,设计了高转速履带式钻机、配套螺旋钻杆及三角梯齿钻头,能够有效地解决在钻进过程中出现的卡钻、塌孔等问题。现场工业性试验表明,该套钻探装备有效解决了施工过程中存在的排渣难、喷孔顶钻等问题,提高了钻孔成孔率,为矿井本煤层瓦斯抽采提供了重要支撑。

高位钻孔在黄白茨煤矿瓦斯治理中的应用

以黄白茨煤矿020913综采工作面为研究对象,通过分析近距离煤层群采空区瓦斯涌出来源及采动覆岩裂隙场分布规律,针对性地选择高位钻孔作为工作面瓦斯治理的主要措施。通过理论计算,初步得到高位钻孔布置参数。为了将进一步得到高位钻孔最佳布置参数,通过对比分析不同层位高位钻抽采浓度变化规律,根据现场考察结果,得到了020913综采工作面高位钻孔最佳布置层位。现场实践结果表明,在距煤层顶板25 m层位布置高位钻孔抽采效果最佳,采用高位钻孔抽采后,020913工作面回采期间回风流瓦斯浓度最大为0.52%,上隅角瓦斯浓度不超过0.6%,达到了预期的瓦斯治理效果,切实保障了矿井的安全生产。

顺层钻孔抽采方式在高瓦斯中厚煤层工作面瓦斯治理中的应用研究

针对高瓦斯中厚煤层工作面瓦斯涌出大、控制困难的问题,对常用的抽采方式进行比较,选择了适用性最佳的顺层钻孔抽采方式。在分析钻孔布置、封孔深度、抽采负压和抽采时间等影响抽采效果的各种因素的基础上,对高瓦斯中厚煤层工作面抽采进行设计,并优化瓦斯抽放参数。实践应用表明:顺层钻孔抽采方式在3102工作面的抽放效率高达62.71%,极大地降低了高瓦斯中厚煤层的安全隐患,对控制瓦斯灾害具有重要意义。

煤层顶板高位大直径定向钻孔瓦斯抽采技术研究

在煤层瓦斯抽采工程中,在钻场这些关键区域,布置了6个高位钻孔,这些钻孔布局合理位置精准,能最大限度地抽取邻近层和采空区中的瓦斯。充分考虑瓦斯运移规律,将钻孔层位选定在砂质泥岩与细砂岩的交界面,距离煤层顶板约30~65 m,以确保钻孔能够最大限度地抽取瓦斯。通过这一高位大直径定向钻孔技术,成功实现了对煤层顶板瓦斯的长期、稳定抽采,使采空区瓦斯涌出量得到了有效控制。在测试结果中,钻场内1#~6#孔平均抽采混量为9.76 m3/min,单孔的最大抽采混量为33.992 m3/min,得出高位大直径定向钻孔在瓦斯抽采过程中具有显著效果,对于提升煤矿瓦斯治理水平具有重要意义。随着煤化工行业的快速发展,提升其技术水平具有重要作用,因此需加强这方面研究,才可以更好地实际应用。

煤矿综采面瓦斯综合治理技术研究

通过对某煤矿25703综采工作面内部瓦斯实际分布情况分析,基于数值模拟和生产经验提出煤层预抽采、高抽巷抽采、高位钻孔以及采空区埋管等综合瓦斯治理方式,并在实际生产当中应用验证瓦斯综合治理技术效果。

大倾角厚煤层开采不同采高与放煤步距的影响分析

大倾角厚煤层是我国面临的重要的煤层开采形态,由于煤层的倾角较大,造成开采难度的增加。采用放顶煤综采过程中,不同的采高及放煤步距对顶煤的放出具有重要的影响作用。针对大倾角厚煤层开采过程中,不同采高及放煤步距对顶煤采出率的影响采用PFC仿真模拟的方式进行分析。建立了不同参数的开采模型,对开采过程进行仿真模拟,得到采高为4 m放煤步距为1.6 m(两采一放)的开采工艺为最佳的开采参数,此时顶煤的采出率最高,且具有较好的操作性。

高瓦斯煤层工作面综合瓦斯治理技术应用

某矿为了优化工作面布置方式,提高回采率,缓解采掘接续紧张等问题,工作面布置方式由U+L型变为简单的单U型。根据煤层赋存情况及瓦斯涌出量特征,在合理的通风系统及充足的配风基础上,采取了综合瓦斯治理措施,掘进采取边掘边抽+释放钻孔,回采采取单侧顺层定向本煤层钻孔+顶板倾向定向钻孔+上隅角埋管瓦斯抽采等技术措施。通过以上瓦斯治理技术,有效解决了高瓦斯煤层单U型通风工作面采掘过程中的瓦斯问题,经济和社会效益显著。

适应煤层倾角的不同放煤方式研究

我国存在大量的大倾角煤层,这些煤层的倾斜较大,受到的重力及矿压作用不同,因此,采用不同的放煤方式开采倾斜煤层会产生不同效果。为了研究不同倾斜度煤层的开采效果,采用PFC 2D仿真分析的形式对不同倾角煤层3种放煤方式的放煤过程进行模拟分析,并统计分析顶煤的放出率。结果表明,当煤层倾角小于35°时,单轮顺序放煤的效果最佳,当煤层倾角大于35°时,双轮顺序放煤的效果最佳。

复合采空区卸压瓦斯综合治理及效果分析

为了解决采动覆岩经历二次卸压造成的瓦斯涌出量大的关键问题,以晋能控股集团寺河煤矿2307下工作面和2307上采空区工程为研究对象,分析工作面布置方式及瓦斯运移机理,提出了采用“平行钻孔+走向钻孔+上隅角埋管+风排”的瓦斯综合治理技术。采取措施后回风巷瓦斯浓度在平均浓度0.5%,满足2307下工作面正常回采的要求,有效保证工作面安全回采。

顶板走向高位钻孔瓦斯抽采技术的研究及应用

为了解决由于采空区及邻近煤层瓦斯的涌入而造成的工作面上隅角瓦斯超限问题,提出了运用顶板走向高位钻孔瓦斯抽采技术,对采空区及邻近煤层瓦斯进行抽采,进而解决上隅角瓦斯超限问题的方法。利用分源预测法对工作面瓦斯涌出源进行了分析,并理论计算了采空区冒落带和裂隙带的高度范围,结合矿井具体情况,确定了合理的高位钻孔参数,并对作用效果进行了现场考察。研究表明:高位钻孔瓦斯抽采技术,能有效地解决工作面上隅角瓦斯超限问题,降低回风流中瓦斯体积分数,并提高了工作面的推进速度,有效地保证了工作面的安全回采。

大牛地气田煤层失稳机理分析及对策

大牛地气田以山西组、太原组为目的层的水平井,在大斜度井段钻遇煤层,易发生井壁垮塌事故,严重影响了施工安全和施工进度。为了预防钻遇煤层发生垮塌事故,从煤层的层理结构、煤层的裂隙结构分析了煤层失稳的机理,并结合已完钻水平井工程及钻井液技术指标,分析得出了预防煤层垮塌的钻井液技术对策和工程技术对策。得出进入煤层段前50 m钻井液密度应稳定在1.24~1.26 g/cm3,避免上下大幅波动,钻井液滤失量应低于5 mL;控制起下钻速度不超过10 m/min,进入煤层钻井液应遵循大排量、低射流的原则。对以后山西组、太原组水平井的钻井工程设计、钻井施工及其他油气田煤层钻井垮塌问题,具有指导和借鉴意义。

高瓦斯综采工作面瓦斯治理技术研究

W3227工作面为高瓦斯矿井首采工作面,针对该工作面瓦斯涌出量超限,制定了风巷高位钻场高位钻孔抽采采空区瓦斯、风巷埋管抽采上隅角及老塘瓦斯、机巷沿空掘巷抽采3213采空区瓦斯、顺层钻孔抽放本煤层瓦斯、风巷辅助高位边孔抽采采空区瓦斯等综采工作面瓦斯治理技术。实践结果表明,通过以上的瓦斯抽放方式,回风巷瓦斯体积分数完全可控制在0.5%以内。

顶板灰岩瓦斯涌出异常分析及治理技术

为厘清吕梁矿区某低瓦斯矿井顶板灰岩瓦斯涌出异常的原因,实测开采煤层及邻近煤层瓦斯含量、顶板裂隙涌水量、岩溶水离子成分及裂隙内瓦斯浓度,结合瓦斯异常涌出地点地质构造特征,剖析顶板灰岩瓦斯富集的原因,跟踪考察工作面瓦斯治理效果。研究表明:顶板灰岩裂隙水的封堵作用及层间裂隙水对顶板灰岩溶蚀改造形成的瓦斯储集空间是顶板灰岩瓦斯涌出异常的原因;使用顶板高位钻孔抽采灰岩富集区瓦斯,可减少巷道空间的瓦斯涌出量,降低瓦斯浓度,保障工作面的安全高效生产。

大倾角薄煤层综采高效回采工艺实践

结合8241采煤工作面煤层较薄、倾角较大,而且变化频繁、不稳定等特点,通过设备选型和改进液压支架,对大倾角薄煤层综采装备及回采工艺进行实践和探讨,对大倾角支架的防倒、防滑问题提出简单、实用、可靠的解决方法,为薄煤层大倾角综采支架的性能改进提出建设性的意见,取得较好的技术经济效益。

基于煤层卸压增透的水力割缝最优出煤量研究

针对钻割一体化技术在高瓦斯松软煤层应用时,割缝钻孔出煤量过多容易引发喷孔和塌孔的问题,通过对不同出煤量割缝钻孔的瓦斯抽采效果进行分析,确定割缝钻孔最优出煤量的方法,得出了割缝钻孔存在最优出煤量的结论,以王行庄矿瓦斯抽采为例,对割缝钻孔出煤量最优值的确定方法进行了说明。