多点控制水力压裂增透快速消突技术研究及应用

针对单一、低透气性突出煤层消突困难、煤巷掘进速度低的问题,提出了多点控制水力压裂快速消突方法。以鹤壁六矿为试验矿井,通过理论分析多点控制水力压裂煤层破裂过程,结合适用于鹤壁六矿瓦斯地质条件的RFPA^(ZD)-Integrated软件进行水力压裂数值模拟,研究了多点控制水力压裂增透快速消突机理,确定了适合六矿2123回风巷的压裂设备型号及压裂工艺参数。结果表明,多点控制水力压裂效果要优于常规水力压裂,试验工作面实施控制压裂措施后,瓦斯抽采浓度、瓦斯流量和掘进速度均有大幅提高,达到了快速消突的目的。

松河矿煤巷快速掘进技术研究

针对松河矿开采煤层属薄及中厚近距离煤层群、煤层原始瓦斯压力大且含量高的问题,提出了煤巷快速掘进技术。应用结果表明,通过采取合理有效的区域性措施预抽煤层瓦斯,降低了煤层瓦斯含量与瓦斯压力,煤层瓦斯压力小于0.74MPa,消突措施有效;检验期间煤层中进行钻孔等作业时未发生喷孔、顶钻及其他煤与瓦斯突出预兆,实现了煤巷的快速掘进。

突出煤层低位抽放瓦斯巷道消突的石门揭煤技术

针对要穿越缓倾斜突出煤层的石门揭煤时出现的情况:煤层瓦斯压力大,穿越煤层长,并且是又从煤层底板进行石门揭煤,单独在掘进工作面采用瓦斯抽放钻孔的消突措施,控制范围小,施工难度高,工程量大,消突效果差,揭煤周期长等难题,为此专门在揭煤路径的方向上,距离煤层底板适当距离处,布置一条低位抽放瓦斯专用措施巷道进行消突。由于在低位抽放巷道中进行钻孔施工容易,钻孔能够控制煤层范围大,并且在岩石围岩中的封孔质量高,抽放瓦斯效果好,消突效率高,这较原来石门揭煤方法工期缩短了近40%时间,取得经济效益和安全效益双赢。同时这种工艺也可用于其他类似石门揭煤。

瓦斯“截流抽放”快速揭煤法

通过对石门待揭煤体周边进行瓦斯“截流抽放”,并利用瓦斯抽放所形成的无突出危险煤体作为防突抵抗煤柱,再对待揭煤体内已成“无源之水”的瓦斯实施强力快速抽放消突,即可进行安全快速揭煤。

煤巷掘进工作面瓦斯预抽防突措施及效果研究

在分析穿层钻孔防突机理的基础上研究了运用煤层底板巷穿层网格钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯的区域消突措施,设计优化了钻孔技术参数;采用间接法及自编软件通过现场测定的残余瓦斯含量反算了残余瓦斯压力,各项指标较抽采前均有较大的降低,降到了临界值以下。通过拟合曲线及现场测定计算了瓦斯抽采率,达到了抽采要求。煤巷掘进过程中未再出现动力现象,解决了采掘失衡的问题,保证了煤巷安全快速掘进。

中岭矿井煤层瓦斯赋存特征及煤层掘进中的消突措施

利用煤田地质勘探资料,分析了中岭矿井煤层瓦斯赋存特征,总结了巷旁夹抽技术的实践应用,提出巷旁夹抽技术作为无烟煤掘进中的消突措施,就是利用巷道两帮的卸压条带,在巷道两帮交替布置迈步钻场,向前方施工长钻孔抽采瓦斯,以达到消除突出危险、保证工作面掘进进尺的目的。

定向长钻孔预抽煤巷条带瓦斯技术试验研究

对影响定向条带预抽瓦斯效果和可行性的主要因素进行了分析、研究,根据榆树田煤矿煤层瓦斯赋存特征和煤体强度情况,经方案比选确定采用定向条带预抽瓦斯技术进行消突试验。试验表明:试验区域经效果检验,定向条带区域防突措施有效;采用定向长钻孔预抽煤巷条带瓦斯治理技术大大缩短了消突时间,取得了较好的抽采效果,更好地促进了矿井的"抽、掘、采"平衡,采用此项技术进行区域瓦斯治理是可行的。

突出薄煤层中间巷掩护掘进消突技术研究

为了解决薄煤层煤与瓦斯突出防治困难的问题,分析了薄煤层中有效抽采区域分布特征:由于受薄煤层厚度的限制,瓦斯抽采有效区域在垂直方向的扩展受阻,更倾向于在水平方向延伸,导致水平方向的有效抽采半径远大于煤层厚度,有效抽采区域呈椭圆形分布,瓦斯渗流场主要集中在煤层走向和倾向上。根据该特征,指出基于本煤层抽采方式的中间巷掩护掘进消突技术能使抽采区域连成一片,更适用于薄煤层瓦斯抽采。分析了将中间巷掩护掘进消突技术应用于薄煤层中进行分块消突的优势和技术原理:采用沿空留巷技术将上一工作面的回风巷作为下一工作面的进风巷;在进风巷向前施工瓦斯抽采钻孔,抽采范围覆盖并超前预定的中间巷20 m以上,通过瓦斯抽采消除中间巷的突出危险性;掘进中间巷;在中间巷向回风巷预定位置施工瓦斯抽采钻孔,抽采范围覆盖并超前预定的回风巷20 m以上,通过瓦斯抽采消除中间巷的突出危险性;最后对回风巷进行掘进,形成回采工作面。以某矿9305工作面薄煤层为研究对象进行数值模拟,结果表明:在抽采时间为10 d和30 d之间,有效抽采半径的增加幅度最大,随着抽采时间增加,有效抽采范围的增加幅度逐渐减小;钻孔间距为3 m时,两钻孔之间的有效抽采半径几乎相切,抽采效果最佳,抽采压力基本可以使大部分煤层瓦斯有效扩散、解析、被动抽采;对中间巷的瓦斯抽采有效降低了回风巷和递进中间巷区域之间的瓦斯压力。现场实测结果表明:9305工作面突出煤层中间巷掩护掘进的最优抽采钻孔间距为3 m,孔径为94 mm,有效抽采直径不超过5 m,钻孔深度为107 m;中间巷掩护掘进消突技术使得薄煤层瓦斯体积分数下降约70%,消突效果显著。

钻割一体化技术在煤巷掘进消突中的应用

针对孟津煤矿二2煤层高瓦斯松软低透气性的现状,选择了钻割一体化增透措施。介绍了钻割一体化技术增透机理,研究了钻割抽一体化技术在高瓦斯松软低透煤层煤巷掘进中的消突效果。研究表明,在该矿二2煤层煤巷掘进中实施钻割一体化高压脉冲水射流割缝技术割缝有效影响半径达2.5 m,煤层残余瓦斯含量低于8 m3/t,起到理想的卸压消突效果,且采用钻割一体化技术与普通超前钻孔技术相比,单个循环钻孔数减少51.9%,消突措施执行时间缩短38.1%,单孔抽采量提高率达61.87%,有效缩短了煤巷掘进时间。

三软低透煤层回采工作面快速消突技术

大众煤矿开采的二1煤层为三软低透突出煤层,由于煤层煤质软易塌孔,需要较长的抽采时间才能满足消突效果要求。瓦斯抽采效果不理想造成采掘衔接紧张,已经对矿井的经济效益产生较大的影响。针对这些技术难题,大众煤矿优化抽采钻孔布置方案,并采取顺层全钻孔防塌孔技术措施,较好地提高了抽采效果和效率。

底抽巷超前水力冲孔技术在煤巷防突及快速掘进的试验

以寺家庄矿高突松软低渗煤层为研究背景,揭示了掘进面前方煤体分区特征与水力冲孔应力分布、渗透率演化特征关系,结合"以岩保煤"瓦斯治理措施,在瓦斯解析指标K1值频繁超标条件下,在底抽巷施工超前水力冲孔进行现场试验。结果表明,底抽巷超前水力冲孔能够在短时间内大幅度提高瓦斯抽采量,降低煤巷掘进面前方瓦斯压力梯度,瓦斯解析指标超标率下降37.7个百分点,煤巷月进尺提高0.8倍,达到了快速、安全掘进的目的。

突出煤层煤巷上下帮卸压消突规律研究

为探究突出煤层煤巷上下帮卸压消突规律,采用钻屑解吸指标法现场实测了706顺槽上下帮30 m范围内钻屑瓦斯解吸指标K1值、钻屑量S值,采用DGC瓦斯含量测试仪测试了706顺槽上下帮30 m范围内残余瓦斯含量W,并分析了3个突出表征参数沿着孔深的变化规律,为邻近工作面制定合理有效的防突措施提供依据,以期为类似条件矿井提供借鉴。

瓦斯膨胀能分布规律及突出预测指标临界值研究

霍州煤电集团李雅庄煤矿2号煤层经鉴定具有突出危险性。结合该矿所在区域的地质构造、地层岩性及水文地质条件,介绍了李雅庄煤矿2号煤层产状特征及瓦斯等级,通过固态密封法及液态密封法测定了2号煤层瓦斯压力,分析了煤层瓦斯膨胀能分布规律,并应用连续流量法预测了构造煤指标临界值,为煤矿的快速掘进及安全生产提供了基础数据,为该煤矿预防煤与瓦斯突出提供了依据。

水射流割缝在低透气性强突煤层瓦斯抽采中的应用

结合川南地区煤质松软、煤层透气性差、瓦斯含量高等特点,开展了基于水射流割缝强化瓦斯抽采、促进煤巷消突的研究,并在兴文县建设煤矿进行了工业试验,通过对煤体扰动效果、抽采量衰减情况以及瓦斯预抽率等一系列指标的考察,表明:采用该技术后大幅度缩短了工作面瓦斯抽采达标时间,显著提高了瓦斯治理效果,为进一步推广该技术提供了依据。

宏远煤业沿空送巷卸压消突技术的研究与应用

文章针对低透气性难抽单一煤层的煤与瓦斯突出矿井,通过沿采空区水平卸压带掘进巷道防止煤与瓦斯突出,实现快速掘进,保证了巷道安全和工作面正常生产,实现了高产高效,降低了瓦斯治理的成本.

宏远煤业沿空送巷泄压消突技术的研究与应用

针对低透气性难抽单一煤层的煤与瓦斯突出矿井,通过沿采空区水平卸压带掘进巷道防止煤与瓦斯突出,实现快速掘进,保证了巷道安全和工作面正常生产,实现了高产高效,降低了瓦斯治理的成本。

东瓦斯抽放巷CO2气相压裂消突技术应用与研究

目前,玉溪煤矿东瓦斯抽放巷已施工至巷道里程866 m处,工作面煤体破碎,防突指标超标严重,严重影响掘进速度。为了杜绝瓦斯爆炸事故的发生,提高巷道掘进速率,特在工作面迎头实施CO2气相压裂消突技术。结果表明,应用该技术起到了消突的作用,能够保证巷道的正常掘进。

基于高压水力割缝工艺的煤巷快速消突技术

突出煤层的煤巷掘进是突出矿井瓦斯灾害治理的重点之一。降低突出煤层的瓦斯压力、含量,转移其承载的地应力是解决问题的关键。通过水力割缝工艺,从地应力角度入手,在煤体中利用水力割缝形成空间,人为再造裂隙和微裂隙,使突出煤层的瓦斯得到释放,地应力得到转移。现场试验表明,水力割缝后煤巷钻孔瓦斯涌出初速度q值得到降低,瓦斯钻屑量S值明显降低,巷道月平均进尺由80～90 m提高到90～110 m,同时由于水力割缝钻孔有效影响半径的增大,减少32.6%的钻孔施工量。

双向对穿分区消突快速揭煤技术

针对孟津矿瓦斯治理难度大,揭煤时间长等问题,充分利用揭煤地点巷道布置条件,采用双向对穿分区消突钻孔和上下平行作业相结合的方法,解决了单向钻孔过长,终孔偏移大等问题,并提出关键钻孔控制关键点的理念。实践表明：水力冲孔卸压增透后,经50 d的抽采,揭煤区域瓦斯抽排率达到50.2%,残余瓦斯含量为3.37~6.20 m3/t,钻屑瓦斯解吸指标△h2最大值为100 Pa。采用揭煤导硐、远距离爆破及强化支护等措施实现了安全揭煤。

“三软”高突煤层水力冲孔工艺优化

针对豫西孟津煤矿水力冲孔存在的问题,从水力学理论、钻孔布置及冲孔工艺进行了详细的分析。通过把多喷嘴转化当量喷嘴,计算了当量直径和流量系数确定的水射流的压力。提出了射流压力与瓦斯压力的同向作用和反向作用,经过选取有效的冲孔钻具,优化钻孔布置方式,采用先下后上二次冲孔工艺实现了在透气性较差煤层的快速消突。现场考察说明该措施能很好的消除突出危险,掩护煤巷掘进速度由小于35 m/月提高到了115m/月。