高瓦斯厚煤层瓦斯抽排及防突技术应用

端氏矿北翼进风巷在施工过程中要经过3#煤层,该煤层瓦斯含量高且瓦斯压力大,具有突出危险性。为保证巷道的安全施工,需要对3#煤层采取抽排和防突措施。设计出瓦斯抽采抽排钻孔布置方式,阐述了防突和检验措施,保证了矿井的安全生产。

震波技术在高瓦斯突出矿井中的应用

为了及时准确地探测工作面前方及四周的地质情况,利用震波技术对高瓦斯突出矿井采掘工作面进行超前探测。根据震波在煤、岩体中传播时遇到不同界面发生反射这一原理,通过接收反射波信息,解析得到反射界面的距离,进而确定煤、岩体的形态及地质构造相对大小,以预报前方地质特征。此探测技术在平顶山十三矿的应用结果证明,该技术能够解决高瓦斯突出矿井地质超前探测方面的问题,节约了钻探成本,取得良好收益。

高瓦斯突出煤层底抽巷合理布置研究

为解决新田煤矿高瓦斯突出煤层快速掘进及安全高效回采问题,提出沿工作面走向布置底抽巷,利用超高压水力割缝增透技术预抽煤巷条带瓦斯,同时用作回采期间Y型通风方式的回风巷。采用底板滑移线场理论计算、FLAC^(3D)数值模拟计算底板破坏深度,确定底抽巷的层位距离4号煤层底板约14 m;数值模拟巷道开挖扰动应力集中区在两帮5 m范围内,避免巷道应力集中区叠加,界定了底抽巷布置范围,其后建立每排钻孔总长度表达式,并进行最优解求解为125 m,最终确定水平距离轨道巷约10 m。结果表明:底抽巷水力割缝卸压增透实现轨道巷条带15 d抽采达标;回采期间底抽巷和轨道巷顶底板变形量分别在约20 cm和15 cm后基本稳定,保障了工作面安全高效回采。

高瓦斯突出煤层原位充填沿空留巷技术研究

为解决高瓦斯煤层巷道掘进过程中易出现瓦斯突出、工作面回采瓦斯浓度频繁超限、工作面采掘接替紧张等难题,以高山煤矿1902工作面为工程背景,研究了高瓦斯突出煤层原位充填沿空留巷技术。通过理论分析选定预制混凝土砌块墙原位充填支护方式,理论计算出充填隔离墙体留设宽度为0.72~1.68 m;运用FLAC^3D数值模拟软件分析了0.8、1.2、1.6 m共3种不同墙体宽度条件下巷道围岩塑性区、巷道应力及位移分布规律,并在1902工作面进行现场试验与矿压监测。研究结果表明:随着充填隔离墙体留设宽度的增加,墙体切顶能力增强,巷道围岩应力、位移变形量减小,最终确定墙体合理留设宽度为1.2 m。现场监测留巷顶底板平均总移近量基本维持在250 mm±50 mm,两帮平均总移近量维持在200 mm±20 mm,从而检验了该技术的可行性,可为类似条件煤矿应用沿空留巷技术提供借鉴。

高瓦斯和煤与瓦斯突出煤巷掘进装备的应用

钢丝绳牵引耙装机禁用后,迫切需要先进的高瓦斯和煤与瓦斯突出煤巷的掘进装备。通过介绍刮板装载输送机、全液压蟹爪式装煤机、悬臂式窄机身掘进机及履带挖掘式装载机,对高瓦斯和煤与瓦斯突出煤巷掘进装备进行了综合应用分析。

高瓦斯煤层冲击地压与突出的诱发转化条件研究

随着采深的增加,高瓦斯煤层往往冲击地压和煤与瓦斯突出两种灾害并存,并相互诱发转化,以此为出发点,从灾害的发生条件、能量来源和破坏形式等方面分析了高瓦斯煤层冲击地压和突出的异同点;从瓦斯、应力和煤岩的物理力学性质等方面讨论了两种灾害的诱发转化机制;以实验研究和理论分析为基础,提出了两种灾害在孕育发生和发展等不同阶段的诱发转化条件.