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。

上薄下厚煤层群上行开采可行性研究

上行开采可有效缓解矿井接续紧张,延长矿井服务年限。以某矿典型的上薄下厚煤层群开采为例,综合采用理论分析、数值模拟等方法对B_(5)煤层上行开采可行性展开研究。结果显示,B_(4)^(2)煤层、B_(5)煤层层间岩层为含单一煤层结构,B_(5)煤层处于在B_(4)^(2)煤层开采后形成的裂隙带范围内,B_(4)^(2)煤层开采后,上覆岩层形成铰接岩梁结构,随着工作面推采,铰接岩梁结构不断向前传递,B_(5)煤层可以保持较好的完整性和连续性。采用4种判别方法对该矿水平采区范围内B_(5)煤层是否具备上行开采的可行性进行验算,明确了B_(5)煤层部分区段具备上行开采的可行性,为高效开采提供了理论依据。

受断层控制的下组煤开采底板变形特征及突水危险性探究

为了探究杨村煤矿十采区下组煤17煤层首采10703工作面断层突水危险性,在系统分析其地质及水文地质条件基础上,确定了该工作面属于典型的受断层控制的带压开采范畴,主要突水含水层为十三-十四灰和奥灰。在此基础上,建立了集完整和有断层于一体的10703工作面所在区域的三维工程地质模型,采用数值模拟方法对比模拟获得了16上和17煤两薄煤层依次开采后受断层控制的底板变形破坏深度和特征。在此基础上,采用安全带压系数法系统评价了完整和有断层条件下十三-十四灰和奥灰对10703工作面带压开采突水危险性,结果认为均是安全的,与突水系数法结果进行了比较。研究结果对该工作面带压开采底板水防治具有很好的参考价值。

极近距离薄煤层群联合开采常规错距理论与物理模拟

伴随着中、厚煤层资源的枯竭,潞安集团下属十几个矿井都将进入下组煤开采。下组煤15–1#和15–3#煤层是以薄煤层群赋存在一起,平均间距为4.4 m,因此提出极近距离薄煤层群联合开采常规错距开采模型,并进行理论和物理模拟试验研究。从理论上给出近距离薄煤层群联合开采下的工作面常规错距计算公式,并进行理论求解。为避免15–1#煤层顶板的周期垮落与15–3#煤层工作面回采时的超前效应相互影响,从安全角度考虑,将错距定为1.3～1.5倍的周期垮落步距,结合试验结果将常规错距定为17.5 m。物理模拟试验结果表明,常规错距下联合开采技术上是可行的。另外分析了工作面上方附近几个测点总是被抬高的原因,并总结了在工作面推进过程中,顶板下沉主要经过两次大的变化,即上、下两煤层工作面回采过程中发生垮落时,尤其是下层煤顶板垮落造成影响较大。

近距离薄煤层群上保护层开采邻近层卸压瓦斯抽采模式探究

为研究近距离薄煤层群上保护层开采期间邻近层卸压瓦斯对回采工作面瓦斯涌出的影响,进而有效杜绝保护层开采过程中工作面瓦斯积聚或超限等事故,结合煤岩体破碎前“应力-裂隙-渗透率”间关系,建立卸压瓦斯三维渗流模型。采用Flac^(3D)软件,以新维煤矿煤层条件为工程背景,研究保护层开采过程采场渗透率沿纵向分布规律,确立下保护层C3煤层处于三维增渗区、C7与C8号煤层处于水平增渗区。基于此,提出“近场定向钻孔全覆盖抽采与远场穿层钻孔层间卸压抽采结合”的瓦斯治理技术模式,并开展现场试验,结果表明:试验工作面回风瓦斯浓度降低44.4%,绝对瓦斯涌出量降低52.3%,该模式可显著提高卸压瓦斯的治理效果,为类似工况下的保护层开采提出1种新的瓦斯抽采模式,具有一定的指导及借鉴意义。

近距离“三软”薄煤群各煤层巷道围岩控制研究

近距离"三软"薄煤层群各煤层回采巷道围岩控制一直是叙永和威鑫两煤矿难题,给矿井安全生产带来了诸多威胁。为了解决这一问题,采用系统的研究方法,对原有架棚支护破坏的机理及类型进行了分析,同时,对C19、C20、C24煤回采巷道提出了不同的支护方案。通过工业性试验表明,各煤层采用不同的联合支护,能较好地控制顶底板的相对移近量,C24煤较其他煤层更易于支护,C20煤联合支护中,锚网与棚子间的耦合性还应增强。

极薄煤层群顶板穿层钻孔瓦斯抽采技术研究

为解决四川盆地杨村铺煤矿采煤工作面瓦斯超限严重问题,运用岩层移动理论和顶板穿层瓦斯抽采方法现场试验,分析了卸压瓦斯的运移路径和富集区域,并优化了抽采参数。结果表明:由于上覆关键层对瓦斯运移具有明显的阻碍作用,最佳抽采位置在关键层下方,现场试验结果与理论分析基本吻合;试验确定了合理的瓦斯抽采参数,有效提高了瓦斯抽采率;消除了工作面瓦斯集聚不安全因素,并实现了瓦斯利用。

极薄煤层群卸压瓦斯抽采技术研究

针对极薄煤层群开采中隅角瓦斯超限频繁的问题,通过分析工作面卸压瓦斯的来源及卸压机理,采用顶底板穿层钻孔进行卸压瓦斯抽采,有效解决了隅角瓦斯超限问题,实现了极薄煤层开采中的煤与瓦斯共采。

红旗矿薄煤层群可刨性评价及刨煤机选型

以红旗煤矿薄煤层群为主要研究对象,进行了薄煤层可刨性分析,计算了刨煤机选型主要参数。并结合技术经济对比,确定了红旗矿薄煤层群刨煤机的型号。结果表明:红旗矿区主采煤层群中厚度0.8-1.8 m、倾角<18°的煤层为易刨煤层,建议采用型号为BH38/2×400的国产刨煤机。基于现场实测的设备故障分析表明:所采用的刨煤机成套设备能较好地适应该条件下薄煤层开采。

急斜临界角近距离薄及中厚煤层分组联合开采巷道矿压显现研究

本文从自然因素和开采因素方面，对石洞沟煤矿急斜临界角近距离薄及中厚煤层群分组联合开采巷道矿压显现进行了研究。通过现场数据的搜集、整理与分析，得出了上下煤组、上下区段及同组煤内上下煤层间同时开采的合理错距和相互影响范围，为矿井生产提供了可靠的科学依据。

近距离三软薄煤层群综采工作面瓦斯治理技术

基于贵州省煤层赋存复杂、煤层层间距小、煤层厚度薄、煤层及顶底板软等特点,以贵州发耳矿井为具体研究对象,分析了近距离薄煤层群三软综采工作面瓦斯治理难点,综合选取了顺层钻孔预抽、穿层钻孔预抽、高位钻孔抽采、采空区迈步式埋管抽采、采空区卸压瓦斯抽采、断层密集钻孔抽采等综采工作面立体瓦斯治理技术,有效解决了近距离薄煤层群三软U型通风综采工作面上隅角瓦斯超限问题,保证了工作面安全顺利回采,为类似矿井综采工作面瓦斯治理技术提供了借鉴。

七台河新立矿近距离薄煤层群煤与瓦斯共采技术

文章以七台河新立矿区为背景,采用顶板高位近水平长钻孔瓦斯抽采技术,构建了新立矿区近距离薄煤层群煤与瓦斯共采技术体系,并在邻近层卸压瓦斯抽采技术原理分析的基础上,运用UDEC4.0数值模拟软件计算得出采空区冒落带和裂隙带高度为6～8m和18～20m。抽采结果表明,顶板高位钻孔组瓦斯抽采技术治理瓦斯效果明显,上隅角瓦斯体积分数稳定在0.8%以下,且钻孔抽采瓦斯体积分数达55%以上,抽采量达50m3/min以上,实现煤与瓦斯安全高效共采。

贵州省煤层气(瓦斯)开发适用性技术分析

近年来在煤层气勘探开发实践中遇到诸多技术瓶颈,针对其中关键技术适用性开发问题,基于贵州地区煤储层呈薄煤层群赋存且构造复杂的地质背景,结合贵州地区煤层气成功开发、利用案例,提出了适用于贵州复杂地质条件下的煤层气开发及利用技术。贵州地区不同薄煤层群可根据实际间距情况采用光套管合层压裂、可捞式桥塞分段压裂等技术,煤层松软地区要加强防煤粉压裂技术及缝内转向技术的综合利用;松软低透煤层群应优选首采层,采动卸压后瓦斯抽采效果较好,同时加强定向长钻孔"以孔代巷"、松软煤层全程下套管、低透煤层CO2相变致裂或水力割缝等技术的综合应用,实践证明可有效增强瓦斯抽采效果。

极近距离煤层开采下煤层采场顶板破断规律

以叙永一矿极近距离薄煤层开采为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场实测的研究方法,提出了煤层群开采层间距的划分方法;并利用顶板岩梁理论推导了C20煤层直接顶断裂步距表达式;研究揭示了极近距离煤层工作面采场顶板破断规律;利用现场实测矿压数据较好地验证了理论分析和数值模拟结果。研究结果可以为极近距离煤层开采安全高效开采提供参考。

高瓦斯公路隧道穿越薄煤层群安全施工技术研究

以兰海高速重庆至遵义段某高瓦斯公路隧道为工程背景,针对该高瓦斯公路隧道穿越薄煤层群的特殊工况,结合实际煤层群分布特征及煤层瓦斯参数,提出了一套完善的安全施工技术并进行了工程实践,确保该隧道安全施工穿越了煤系地层,该技术可为同类型瓦斯隧道施工提供一定的佐证。

伊泰集团薄煤层综采工作面智能化开采实践

针对薄煤层综采工作面智能化控制存在的问题和伊泰集团宝山煤矿薄煤层工作面的需求,提出了薄煤层工作面设备单机自动化控制与可视化远程干预智能化开采模式,建立了薄煤层采煤机、液压支架、刮板输送机协同控制的理论模型,实现了煤层厚度在1.1~1.3 m的薄煤层工作面开展少人化开采,提高了薄煤层综采工作面智能化水平。实际应用表明,薄煤层工作面智能化控制系统集视频、语音、远程集中控制为一体,将采煤机控制系统、支架电液控制系统、工作面运输控制系统、“三机”通信控制系统、泵站控制系统及供电系统有机结合,具备采煤机记忆割煤、液压支架自动跟机、人员感知定位、远程集中控制、智能化监控、远程一键启停等功能,实现对薄煤层综采工作面设备的协调控制和关联闭锁等功能。薄煤层工作面智能化开采的应用,在降低工人劳动强度的同时,提高了薄煤层工作面回采效率与安全系数,提高了煤炭资源回收率,为煤矿的稳产、高产创造了有利条件。

薄煤层采煤机新型双向调高阀组的研制

针对现有薄煤层采煤机调高系统大多采用串联式换向阀结构存在的诸多问题,研制出一种新型双向调高阀组,详细介绍了调高阀组的结构特点及其工作原理。该双向调高阀组解决了左右摇臂不能同时调高的问题,实现了手动、自动同时调高和液压制动功能,具有广泛的应用前景。

薄煤层工作面过复杂地质构造技术方案研究

针对同煤集团云冈矿薄煤层工作面出现陷落柱群及大落差断层群复杂构造问题,分别从合理控制采高、合理调整采煤工艺、优化过陷落柱及断层方法及顶板管理方面提出最优方案。通过现场实测效果分析可知,该方案具有合理性和可行性,并为该矿取得了良好的经济效益,具有较为广泛的推广应用价值。

极近距离煤层群下层煤回采巷道复合支护技术研究

为解决极近距离煤层群下层煤回采巷道支护难题,以山西省中阳荣欣焦化有限公司高家庄煤矿3号煤层为研究对象,对极近距离煤层群下层煤巷道支护技术进行了研究。通过现场观测和理论分析,在下层煤回采巷道采用复合支护方式,使围岩压力显现得到控制,有效减低支护成本,为安全生产工作提供有力保障,为类似矿井条件下极近距离煤层群开采支护提供参考。

近距离“三软”薄煤层群回采巷道围岩控制

为了研究近距离"三软"薄煤层群走向长壁回采巷道的破坏机理,在结合前期现场调查分析、架棚支护研究、室内岩石力学参数测定的基础上,利用有限差分法对四川省南部某煤矿的近距离"三软"薄煤层群回采巷道的破坏原因进行了数值模拟分析.研究结果表明,在近距离"三软"薄煤层群开采时,围岩应力变化特征较复杂,上层煤开采对下层煤产生了多重扰动,下层煤开采也对上层煤沿空留巷带来不利影响,使回采巷道处于应力集中区或应力降低区,并进一步加剧巷道围岩的应力集中程度,导致"三软"条件下的大部分回采巷道支护困难.此时,在保证支护体系整体性的前提下,支护设计应考虑"定荷载"的围岩控制特征.