近距离薄煤层群首采层卸压瓦斯协同抽采技术研究

为有效解决近距离薄煤层群开采首采层上、下邻近层大量卸压瓦斯涌入的治理问题,以某煤矿为研究对象,采用理论分析和数值模拟的方法,研究近距离薄煤层群开采条件下卸压瓦斯运移规律,并根据富集特征确定卸压瓦斯抽采钻孔的空间位置。研究结果表明:首采层开采覆岩导气裂隙带最大发育高为10.3~23.2 m。设计超大直径顺层预抽钻孔高0.8 m,宽2.08 m;顶板定向长钻孔终孔最优抽采位置为垂直距离开采层顶板15.0~23.0 m,水平距离回风侧20.5~27.5 m;2条埋管抽采最佳错距为距底板高1.1,1.7 m,深入采空区11.3,20.8 m。优化后的布置参数应用于现场实践,试验工作面回采期间上隅角瓦斯体积分数保持在0.7%以下。研究结果能够实现近距离薄煤层群开采条件下卸压瓦斯高效抽采,保证矿井安全高效生产。

长倾向工作面瓦斯综合治理技术

为治理煤与瓦斯突出矿井放顶煤回采工作面瓦斯,以大淑村矿近几年治理措施为背景,采取高位短钻孔、中高压短壁注水、瓦斯治理钻孔的瓦斯治理手段,煤巷掘进区间防突预测指标△h_(2)稳定在60 Pa左右,掘进期间工作面绝对瓦斯涌出量稳定在1 m^(3)/min左右,杜绝了突出和瓦斯超限事故,解决了大煤工作面保护层局部不可采及后续回采期间的瓦斯治理难题。该技术为治理煤与瓦斯突出矿井放顶煤回采工作面瓦斯提供参考。

掘进巷道过风氧化带支护参数优化设计研究

针对甜水堡煤矿1302工作面回风巷道在掘进至315m时,由于受到上覆岩层风氧化带影响,导致顶板较破碎、成型较差以及锚杆锚固力达不到设计要求而引起巷道易发生冒顶事故的难题,现场运用钻孔窥视技术对1302工作面回风巷道顶板围岩裂隙发育情况进行观测分析,并掌握了1302工作面回风巷道围岩裂隙发育时空演化规律。基于巷道顶板岩层叠加支护作用机理,对已采用的支护方式进行优化设计,并采用数值模拟和工业性试验对支护效果进行了验证。研究结果表明:在圆弧拱断面巷道中,采用长短锚索加钢筋梯梁“3-3-3”布置方式可以有效地控制1302工作面回风巷道顶板破碎围岩。该研究成果可为类似巷道的支护设计提供理论及实践依据。

榆横北区中深埋煤层开采水力压裂技术实践

陕北侏罗纪煤田榆横北区内的矿井大多数处于初期开发阶段,且区内的煤层赋存条件差异较大,在其西侧中深埋矿井的矿山压力规律、顶板管理手段等方面的经验不足。为了探索该区域首采的2号煤层开采后,其坚硬顶板卸压、围岩释压等技术问题,以巴拉素煤矿为例,结合长距离定向钻和短距离常规钻的水力压裂技术,通过分析压裂数据曲线、相邻钻孔及锚索的出水情况及孔内窥视结果,对2102首采工作面切眼顶板水力压裂工程进行研究。结果表明,区内2号煤层顶板坚硬,煤层回采后自然垮落难度较大,采用长短钻结合的水力压裂技术,可有效释放煤层顶板的压力,解决矿压集中及悬顶的隐患威胁,确保工作面的安全开采。该水力压裂技术实践可为后期矿井相关矿压管理工作提供依据和借鉴。

特殊条件煤层注水防尘钻孔布置方式及效果研究

振兴二矿11071工作面煤层具有松软、透水性差、底板起伏大等特殊条件,针对采取通常的煤层注水技术防尘效果较差的问题,对特殊条件煤层注水防尘的钻孔布置方式及注水效果进行了研究。采取在回风平巷布置顺层长孔注水,在煤层底板起伏较大的区域布置高位钻孔注水及工作面布置短孔注水的方式并结合实践经验,确定了钻孔的主要技术参数。钻孔布置方式及其钻孔技术参数改进后,采煤工作面除尘率由以往的40%提高到63.44%。

厚硬顶板特厚煤层采空区瓦斯综合治理技术研究

为了解决厚硬顶板冲击特厚煤层采空区瓦斯涌出治理问题,根据煤岩层赋存条件,通过建立厚硬顶板冲击煤层工作面的力学模型,运用UDEC数值计算并理论分析了冲击煤层开挖后覆岩结构、裂隙发育特征及竖向"三带"高度,首次为厚硬覆岩工作面采空区提出高位长短距离钻孔联合防控瓦斯灾害防治技术,效果表明:工作面回采期间上隅角瓦斯浓度不超过0.5%,回风流瓦斯浓度不超过0.2%,工作面抽采瓦斯纯量达8 000 m^(3)/d,工作面瓦斯抽采率达到70%,实现了工作面的安全回采,从而减小安全隐患。

煤矿巷道快速掘进的“长掘长探”技术

煤矿巷道掘进效率低是造成采掘失调的主要原因,而掘进巷道超前探测距离短、精度低,且与巷道掘进存在施工时间、作业空间和探测环境上的矛盾,是导致掘进效率偏低的地质因素,常规的“短掘短探”技术已经不能适应巷道快速掘进对长距离、高精度地质超前探测的技术需求。“长掘长探”的工作模式是以煤矿井下千米定向钻机施工的主孔与分支孔为基础,实现对掘进巷道前方煤层赋存形态、隐蔽致灾地质因素的长距离探查;在定向长钻孔中采用钻孔瞬变电磁、钻孔地质雷达和方位自然伽马等孔中物探新技术,对钻孔径向30 m范围的地质构造、富水异常区进行探测,满足了快速掘进巷道前方长距离、高精度、全方位构造探测和隐患排查的地质需求。工程实践表明:基于“定向长钻孔+孔中物探”的“长掘长探”技术,实现了沿掘进巷道方向的“长距离”探测、巷道周围近距离高精度探测,为巷道安全、快速掘进提供了地质依据;同时,“长掘长探”技术能够满足井下探放水防治水细则的要求,解决了超前探测与快速掘进在施工时间、作业空间和探测环境上的冲突,有助于提高巷道快速掘进的有效时间,具有较好的技术适应性和推广价值,将为今后煤矿巷道快速掘进的高精度长距离超前探测提供可靠的地质保障。

深井特厚煤层短壁工作面快速回采条件下瓦斯防治技术

针对深井特厚煤层短壁工作面快速回采条件下瓦斯治理的难题,以唐口煤矿6305综放工作面为工程实例,利用分源预测法对6305工作面掘进及回采期间的瓦斯涌出量进行预测,分析了瓦斯涌出量的构成。基于瓦斯涌出特征,提出以高位钻孔为主,隅角埋管、尾巷、水平长钻孔进行时空配合的深井特厚煤层综放短壁工作面瓦斯综合防治技术体系,考察了瓦斯综合治理效果并总结出不同抽采方式的瓦斯抽采规律。实践表明,瓦斯综合治理技术保障了综放工作面的安全生产。

煤巷快速掘进施工工艺及措施优化研究

为了解决巷道掘进受瓦斯赋存影响较大,巷道无法保证安全快速掘进的问题,本文结合作业区的工程地质背景,分析了影响其掘进作业的原因,并针对性地提出了采取工作面长短钻孔相结合的工作面瓦斯治理方式。现场实践表明:优化后的工艺技术有效减少了工作面瓦斯涌出量,保证了巷道安全快速掘进,具有较高的经济价值和社会价值。

突出煤层附近小型岩溶构造的危害及治理方法

针对沙曲矿在太灰岩开拓期间揭露小型溶洞,引起水与瓦斯混合涌出的事故,提出了分区治理的模式,一般区域采用定向长钻孔进行探测,危险区域施工加防喷措施的探放水短钻孔,通过分区域合理布置探测钻孔,有效疏放区域太灰水,同时有效抽放煤层瓦斯及构造带瓦斯,保障了矿井安全生产。

复合软岩顶板稳定性分析及支护技术研究

针对成庄煤矿五盘区北翼复合软岩顶板下沉和离层值较大的问题,采用钻探取芯、钻孔窥视和强度测试等方法,对顶板稳定性进行综合分析;同时,采用长短锚索相结合的支护方式控制复合软岩顶板。结果表明,顶板最大下沉量由100 mm下降到30 mm以内,最大离层值达到27 mm,并且在保证巷道安全的前提下,降低了支护成本,证明了长短锚索结合的支护方式是控制复合软岩顶板变形的有效手段。

薄煤层采煤工作面长、短孔联合注水实践

文章主要介绍了采煤工作面顺槽长钻孔动压预注水、煤壁短孔进行联合注水试验,注水工艺及参数的选择,最后通过安设在回风顺槽的粉尘浓度传感器验证,效果显著。