何庄矿开采薄煤层保护层消突技术

保护层开采作为最经济有效的区域性防突措施,其关键是对保护层开采技术和保护效果的研究。以准确预测保护层开采时瓦斯涌出量、设计合理的瓦斯抽采方案为基础,运用开采薄煤层保护层消突技术,研究了保护层开采的消突效果。结果表明11030保护层工作面开采后被保护层得到充分卸压和瓦斯释放,在卸压区内消突效果明显,为具备保护层开采条件的突出矿井有效防治煤与瓦斯突出提供了理论基础。     

保护层工作面煤气共采技术实践

通过谢一矿5121B10工作面突出危险性小的B10煤层作为上伏B11b、下伏B9b严重突出危险煤层保护层开采实践,在研究保护层采煤工作面回采瓦斯涌出的基础上,针对邻近层卸压瓦斯涌出量大的实际,对保护层工作面采用沿空膏体快速充填留巷的Y型下行通风方式,研究了本层瓦斯排放和邻近层卸压瓦斯立体抽采方式,考察了保护层开采被保护层煤层膨胀变形率,分析了保护层开采对被保护层的卸压保护效果,考察了保护层工作面瓦斯浓度分布规律及被保护区区域防突措施效果.经考察,保护层工作面回采被保护层卸压及瓦斯抽采效果明显,保证了保护层工作面安全高效回采,实现了邻近层的本质消突,达到了近距离煤层群煤气共采,为矿井区域性瓦斯治理提供了技术依据与支撑,对淮南矿区及其类似条件矿井提供了示范作用.     

下峪口煤矿中近距离上保护层开采试验研究

针对下裕口煤矿开采2#煤层保护下伏严重突出3#煤层的技术问题,以21326工作面作为试验工作面,测试了保护层开采前后被保护3#煤层透气性系数、钻孔瓦斯自然涌出衰减系数等瓦斯参数,测定了保护范围内外瓦斯含量,验证了划定的保护范围合理性,对被保护层工作面区域防突措施进行了效果检验。研究得到:下峪口煤矿上保护层2#煤层开采最大有效保护垂距、被保护3#煤层倾斜上下方、走向方向卸压角、保护范围内的残余瓦斯含量,上保护层开采结合卸压瓦斯抽采的区域防突措施有效。     

极薄保护层开采卸压抽采消突技术研究

以准确预测保护层开采时瓦斯涌出量、设计合理的瓦斯抽采方案为基础,运用开采薄煤层保护层消突技术,研究了保护层开采的消突效果。结果表明,11030保护层工作面开采后,被保护层得到充分卸压和瓦斯释放,在卸压区内消突效果明显,为具备保护层开采条件的突出矿井有效防治煤与瓦斯突出提供了理论基础。     

低透气性突出煤层群开采层序论证

由于福泉煤矿山区低透气性突出煤层群开采瓦斯治理难度大,开采保护层是首选的区域防突措施。通过分析煤层赋存情况、瓦斯压力、煤的坚固性系数、瓦斯放散初速度及煤的破坏类型,结合保护层保护范围及保护层开采技术条件,综合论证煤层群2号、3号、6号、7号煤层开采层序。结果表明,福泉煤矿调整采掘部署,首采6号煤层,对于矿井的瓦斯治理及安全生产具有重要意义。     

鸟山矿井区域防突设计

为防治矿井的煤与瓦斯突出,设计采用开采保护层和预抽煤层瓦斯等两项区域防突措施进行矿井区域防突设计,其中开采保护层防突措施中明确了保护煤层和被保护煤层,并确定保护范围;预抽煤层瓦斯防突措施中采用井下穿层钻孔预抽方法预抽瓦斯。以上两项区域防突措施在鸟山矿井井下开采得到应用,取得了较好的防突效果。     

保护层开采对下煤层消突评价效果考察

阐述了保护层开采机理,着重解释了保护层覆岩破坏特征及分布形态、保护层开采覆岩破坏力学分析和关键层断裂对被保护层的影响。结合现场情况,通过保护范围外的瓦斯压力、瓦斯含量和保护范围内的瓦斯压力、瓦斯含量的对比,表明保护层开采对下煤层的消突效果,对安全生产管理具有积极意义。     

保护层下煤层防突技术研究

保护层下煤层防突技术主要是确定保护层保护范围。经计算沿走向方向能对被保护层11111工作面完全保护,沿倾斜方向还有46 m范围未被保护到。在11111工作面区段回风巷施工下行孔236个,间隔3 m,孔深平均为75.5 m;在区段运输巷增加施工上行顺层孔70个,间隔10 m,孔深平均为50 m,对11111工作面进行抽放。经测定11111工作面残余瓦斯含量最大为5.321 7 m3/t,保证了该矿井的安全生产,也为其他矿井的保护层下煤层防突技术提供了参考。     

保护层开采效果考察及应用

分析了平煤股份十二矿开采己₁₅保护己_16-17煤层的可行性,研究了保护层开采效果考察方案,并在己_16-17-17180工作面进行了方案考察,主要考察了保护效果和保护范围。研究表明:己₁₅煤层作为保护层开采,对于降低己_16-17煤层原始瓦斯压力、降低原始瓦斯含量、增强煤层透气性系数具有非常有效的作用。在保护范围内,一般可使己_16-17煤层瓦斯压力降低到0.34 MPa以下,可使其瓦斯含量降低到5.42 m³/t以下,各项防突预测指标均达到安全开采的临界值以下,充分说明经过上保护层的开采后,被保护层的煤与瓦斯突出危险性得到了消除,为实现被保护层安全、高效开采提供了可供技术支撑。     

基于分层开采和预抽技术的厚煤层群开采消突保护范围的确定

鹤岗示范矿区南山煤矿为煤与瓦斯突出、易自燃厚煤层群开采的典型矿井,现主要开采15号和18号煤层,其上、下均无可选择的保护层开采条件。基于分层开采技术,首先对南山煤矿15号煤层进行安全开采,然后将其作为18号煤层的保护层,使18号煤层得到保护和消除突出危险。对18号煤层的保护范围进行了确定,并对15号煤层开采后保护范围的消突效果进行了检验,可为安全开采南山煤矿18号煤层提供理论依据。     

顺煤断层的基本类型及其对瓦斯突出带的控制作用

顺煤断层是指断面分为３种基本类型：褶皱型、带是瓦斯突出煤层或突出带，展布特征的研究，有助于构造与煤层呈小角度相交的断层，按其成因，顺煤断层被划型和转换型，在高瓦斯矿区，顺煤断层发育的煤层和地制构造煤的分布控制瓦斯突出带，顺煤断层形成机制和布的预测，进而实现瓦斯突出危险带预测。     

低透气性强突出煤层瓦斯抽采导流通道的构建及应用

基于芦岭煤矿低透气性强突出煤层瓦斯治理的需要,提出了地面钻井压裂抽采以削弱突出危险、保护层开采以消除保护范围突出危险和穿层钻孔强化抽采以消除保护边界外突出危险的瓦斯治理顺序,考察研究了对应抽采技术导流通道的特征及应用效果。结果表明,地面钻井压裂抽采,砂层是瓦斯抽采的导流通道,单个钻井长期可获得1 500 m 3 /d的煤层气产量;保护层开采,层间离层裂隙是瓦斯抽采的导流通道,煤层透气性可提高1 930倍;穿层钻孔群排煤抽采,孔群间的连通裂隙是瓦斯抽采的导流通道,单孔平均瓦斯流量可增加4倍,煤层透气性可增加200倍以上。     

永盛煤矿南井主采煤层煤与瓦斯突出危险性评估

选用永盛煤矿南井主采2#和9#煤层作为研究对象,根据该煤层最大瓦斯压力和煤样瓦斯基本参数测试结果,评估其突出危险性。测试结果表明:永盛煤矿南井2#和9#煤层突出危险性单项指标和综合指标均超过了《防治煤与瓦斯突出规定》规定的临界值;该井田范围内无明显直达地面的断裂构造,瓦斯难以从构造带释放;煤层埋藏较深且上覆岩层大多为透气性差的岩层,瓦斯保存条件较好。分析确定永盛煤矿南井2#、9#煤层为具有煤与瓦斯突出危险性煤层。     

突出煤层群保护层选择及开采程序优化

贵州织纳矿区属突出煤层群开采,开采程序不合理是制约该矿区区域瓦斯高效治理的核心问题。肥田煤矿是矿区典型的突出煤层群开采矿井,选择6号煤层作为保护层,采用下行式开采程序。但是矿井建设过程中6号煤层瓦斯灾害严重,煤巷掘进进度缓慢,采掘接替紧张。针对肥田煤矿突出煤层群瓦斯灾害存在问题,从宏观区域瓦斯治理理念出发,提出“组间上行、下煤组下行、上煤组上行”的开采程序,确定矿井突出煤层群开采的保护层,并对保护层开采时区域瓦斯治理及实现设计产能的可行性进行分析,为实现矿井区域瓦斯治理步入良性循环和安全高效生产奠定基础。     

近距离突出煤层群瓦斯综合治理技术研究

近距离突出煤层群条件下,进行有效的区域瓦斯治理措施,包括必要的瓦斯抽采和煤层消突措施,能够保障开采过程中的安全。本文针对原相矿近距离突出煤层群区域瓦斯治理中存在的问题,分析目标煤层瓦斯赋存及运移规律,提出适合原相矿采掘抽衔接的区域防突措施,优化原始煤层瓦斯预抽参数和被保护煤层卸压瓦斯抽采参数,最终形成原相煤矿区域瓦斯综合治理技术。该技术的使用有效的降低了突出煤层的瓦斯含量,消除了突出煤层的突出危险性,缓解了原相煤矿采掘抽接替紧张的矛盾,为矿井的安全高效开采提供了技术保障。     

突出矿井煤层群开采瓦斯抽采技术的应用

介绍了突出矿井煤层群瓦斯抽采技术,并基于平煤集团五矿,六矿合建一个地面瓦斯抽采站的煤层瓦斯抽采条件,论述了突出煤层解放层选择、高位抽采巷道的布置,通过瓦斯预测数量的分析,推荐了合理的突出煤层瓦斯抽采方法,展望了瓦斯抽采在突出煤层和高瓦斯矿井的应用前景。     

急倾斜突出煤层群开采首采煤层的选择

介绍了急倾斜突出矿井煤层群开采技术条件,并基于江西沿涌矿井的32采区开采,论述了急倾斜突出煤层解放层选择,通过对瓦斯突出强弱和保护层的顶板冒落高度数量分析,推荐了合理的突出煤层开采顺序,为矿井工作面接替和安全生产提供有力的保障。     

煤层软硬分层吸附瓦斯性能差异性及其对瓦斯赋存的影响

为研究煤层软、硬分层吸附瓦斯性能差异性及其对瓦斯赋存的影响,分析了煤层内软分层的形成机理及结构特征,采集了我国多个煤与瓦斯突出矿井的煤样作为试验对象,应用高压容量法开展了软、硬分层煤样吸附瓦斯性能参数的对比试验,探讨了软煤、硬煤吸附性能的差异性。在此基础上,对煤层软、硬分层吸附瓦斯性能差异性与瓦斯赋存特征之间的关联进行了研究,结果表明:试验煤样软分层的极限吸附量均大于硬分层;随着瓦斯压力的增加,试验煤样软、硬分层瓦斯含量的差值逐渐增大,其曲线的变化特征与Langmuir方程类似,并且软、硬分层瓦斯含量数值的差异主要由吸附量差值构成;煤层软、硬分层吸附瓦斯性能的差异不仅对煤层原始瓦斯赋存特征有着显著的影响,同时还将影响煤巷掘进、瓦斯抽采过程中煤体内瓦斯流场的分布规律,需要根据煤层软、硬分层的组合特点,制订切实有效的瓦斯抽采技术方案。     

淮南矿区瓦斯抽采方向

B11,C13煤在淮南矿区属“高突”煤层。为降低矿井瓦斯威胁,多年来重点对这两层煤进行抽采;但因该两层煤透气性差,属极难抽煤层,故抽采率很低。为提高抽采率,减轻矿井通风负担,通过实验室的试验数据以及对其它煤层的实际抽采数据比较,认为不具备突出危险的B7,B8煤层可作为矿井抽采首选煤层。文章对矿区的抽采方向提出了几点新的认识。     

煤与瓦斯突出预测敏感指标及其临界值研究进展

煤与瓦斯突出预测是突出煤层2个"四位一体"综合防突措施的关键环节,对确定突出预测敏感指标及其临界值具有重要意义。以往突出预测敏感指标及临界值的确定,包括地应力指标和瓦斯指标,是通过现场反复测试、试验确定的;而现今的突出防治管理模式不支持这种方法,故只能采取实验室试验研究,主要是针对瓦斯相关指标的研究,结合部分现场验证来确定。选取大隆矿12煤、芦岭矿8煤、祁南矿3煤、朱仙庄矿10煤、童亭矿7煤和新景3煤等6个煤样,煤种涉及中等变质程度的气肥煤到高等变质程度的无烟煤,试验研究了各煤样瓦斯压力P与瓦斯含量W,瓦斯压力P与钻屑瓦斯解吸指标K_1和Δh_2,以及钻屑瓦斯解吸指标K_1与Δh_2之间的关系规律。结果表明:突出预测的瓦斯指标之间具有单值对应关系,但各煤样的这种对应关系是变化的,国家相关标准给出的突出预测指标建议临界值之间并不对应,也不能完全反映煤层的实际突出危险性与突出严重程度,不同变质程度煤层很难存在统一的临界值;应用煤层瓦斯相关指标之间的对应关系,结合突出煤层的实际,如始突深度、突出动力现象、钻孔动力现象等,可间接确定突出预测敏感指标的临界值。同时,未来精细化的突出防治对突出预测敏感指标有更高的要求,进一步研究的方向应包含反映地应力状况、小构造影响下煤层赋存、预测煤层潜在突出强度的指标,以及适应突出灾害差异性的新突出预测方法及措施效果检验方法。