穿层钻孔与顺层钻孔抽采半径的差异性分析

为了合理设计抽采钻孔,通过现场测试结合数值计算得出穿层抽采钻孔和顺层抽采钻孔的影响半径,并分析了其差异性的原因。研究结果表明:抽采钻孔的影响半径与抽采时间之间均符合指数关系,但顺层抽采钻孔影响半径远大于穿层钻孔影响半径。这对抽采钻孔的设计具有重要的指导意义。     

煤矿瓦斯抽采封孔工艺的探讨

为了提高煤矿瓦斯抽采钻孔封孔工艺,对穿层钻孔和顺层钻孔的设计和传统工艺的封孔进行了对比分析,提出了本煤层顺层三段式聚氨酯砂浆带压组合式、工作面封孔器以及穿层钻孔两段式聚氨酯砂浆封孔等新工艺。应用表明,新工艺有利于提高瓦斯抽采浓度,延长抽采时间,解决了封孔中遇到的许多问题,确保了煤矿瓦斯抽采工作顺利安全高效抽采。     

工作面动压区顺层钻孔瓦斯抽采设计优化

为提高工作面动压区顺层瓦斯抽放钻孔的抽放效果,设计顺层平行抽放钻孔和扇形抽放钻孔参数,通过对比分析可知:抽放钻孔采取扇形布置后,工作面动压区内有效钻孔抽采数量增加了2倍,动压区瓦斯抽采量提高了46%。扇形布置钻孔起到采空区抽放和动压区抽放双重作用,钻孔抽采周期提高了3倍。     

顺层钻孔抽采瓦斯影响因素分析

为了研究影响顺层钻孔抽采瓦斯的因素,采用理论分析和数值模拟的方法,分析了煤体有效应力,建立了顺层钻孔抽采三维几何模型,数值模拟了不同抽采时间下顺层钻孔周围瓦斯含量分布情况、不同抽采负压下顺层钻孔周围煤体孔隙率变化规律以及不同钻孔直径下顺层钻孔周围瓦斯含量分布情况。研究为顺层钻孔抽采瓦斯的钻孔设计提供技术支持。     

梅河煤矿三井5109采区深部瓦斯综合治理技术

梅河煤矿三井5109采区急倾斜煤层深部瓦斯涌出规律,制订了一套包括顶板穿层钻孔预抽及边采边抽区域煤层瓦斯、顺层交叉钻孔抽采区域煤层瓦斯、高位钻孔抽采采空区及煤层顶板裂隙带瓦斯、高位尾巷埋管抽采采空区瓦斯、顺层下向钻孔边采边抽、全封闭采空区瓦斯抽采的急倾斜煤层分层开采瓦斯治理技术措施。现场应用表明,该技术较好地解决了急倾斜煤层综放工作面的瓦斯问题。     

顺层长钻孔预抽瓦斯区域防突措施研究

顺层瓦斯抽采是高瓦斯矿井抽采的重要方法之一。文中基于某矿西井田地质条件,进行了顺层定向钻孔及顺层普通长钻孔两种抽采方法的理论分析,同时,为了验证抽采过程中煤层透气性和效果准确性,对两种抽采效果进行量化对比,结果表明顺层定向钻孔抽采工艺能够满足要求,可以作为西井区预抽钻孔防突效果预测,从而指导矿井抽、掘、采衔接规划。     

三软煤层回采工作面区域消突技术研究

为保证工作面掘进与回采期间的安全生产,采取实验室手段对13采区的瓦斯基础参数及赋存规律进行了试验,并提出顺层钻孔全钻孔套管瓦斯抽采技术与底板岩巷穿层钻孔抽采技术相结合的瓦斯综合抽采手段。经三个月的预抽,工作面掘进回采期间的总抽采量为14.68m3/min,残余瓦斯含量达到4.69m3/t。     

基于CFD模拟的邻近层穿层钻孔瓦斯抽采优化设计

以山西新大地煤矿15101综放面为研究对象,通过研究采动覆岩移动破坏规律及15101综放面邻近层卸压瓦斯抽采特征,确定了15101综放面穿层钻孔布置的基本原则,据此原则提出了穿层钻孔布置的6种优化方案,并利用FLUENT对优化方案进行计算.根据模拟结果,确定了邻近层穿层钻孔的最优布置参数:穿层钻孔终孔距15#煤底板垂直高度为50 m,终孔伸入工作面的水平距离为20m.钻孔布置参数优化以后,新大地煤矿15101综放面邻近层瓦斯抽采取得较好效果,平均瓦斯抽采总量达到了51.8 m3/min.     

综放工作面瓦斯来源分析和抽采技术探讨

根据矿井瓦斯涌出量预测方法对下霍矿2307综放面瓦斯来源进行了分析，采用数值模拟研究的方法对煤层瓦斯抽采半径进行了考察，确定瓦斯抽采方案，并进行后期效果考察。研究结果表明，2307工作面瓦斯来源于本煤层和邻近层，抽采钻孔间距3 m比较合适，采取顺层钻孔预抽本煤层瓦斯、高位钻孔抽采采空区瓦斯的综合措施后，工作面回风隅角、回风巷瓦斯浓度均低于1%，取得较好安全经济效益。     

许疃煤矿大采高综放工作面瓦斯治理技术

许疃煤矿针对大采高综放工作面瓦斯治理问题,采用了工作面顺层钻孔预抽本煤层瓦斯、顶板高位上向穿层钻孔抽采大采高工作面上邻近层瓦斯、顶板高位走向钻孔抽采本煤层同时拦截抽采上邻近层卸压瓦斯的综合瓦斯抽采技术。针对大采高综放工作面顶板高位走向钻孔布置层位的选择,通过相似模拟试验、关键层理论分析和UDEC软件模拟研究许疃煤矿大采高工作面顶板冒落规律,寻找大采高采场上覆岩层中裂隙位置和顶板瓦斯富集区;以此确定顶板高位钻孔的相关抽放工艺参数,为大采高工作面采空区高位瓦斯抽放钻孔的设计提供了理论依据。同时为大采高工作面上邻近层卸压瓦斯抽采钻孔的设计提供了理论指导。     

石门揭煤瓦斯抽采钻孔参数自动优化设计及应用

高瓦斯或突出矿井石门揭煤前,需要设计抽采钻孔并将钻孔位置立体展现在巷道与煤层交互面上。为解决普通AutoCAD等绘图软件无法满足大量计算的问题,本文结合煤矿瓦斯抽采的相关规定,基于Matlab软件编程,采用匈牙利算法和模拟退火算法,开发了石门揭煤瓦斯抽采钻孔参数的自动优化设计软件。应用结果表明:①自动优化设计软件可以解决基于任意煤层、巷道空间位置、抽采输入条件下的钻孔参数自动优化设计和方案对比问题,极大提高了计算效率和准确率;②图像绘制功能可以实现钻孔轨迹立体化呈现;③在确定抽采钻孔参数基础上同步设计验证钻孔布孔参数,实现抽采设计、验证的闭环控制;④实现任意补孔参数设计功能,大大提高了自动优化设计软件的实用性,解决了井下补孔参数设计问题。应用石门揭煤瓦斯抽采钻孔参数自动优化设计可以获得最优化抽采钻孔参数,极大提高了煤矿现场技术人员工作效率,为煤矿智能开采提供了重要支撑。     

《不同瓦斯抽采钻孔有效抽采半径的数值计算方法》

 摘要：为了节省煤矿井下瓦斯抽采半径的测定时间和合理布置抽采钻孔,根据突出煤层防治瓦斯、有效抽放半径合理布置的必要性和重要性,本文提出了利用变系数非线性瓦斯渗流方程来快速精确测定瓦斯抽采半径的数值计算方法。以重庆天府三矿为例,结合现场实测、实验室参数测定和理论计算,研究了不同布孔方式（顺层抽采钻孔、穿层抽采钻孔）的有效抽采半径。结果表明此方法能够方便、快速确定钻孔间距和抽采时间,对节省抽采半径的测定时间和合理布置钻孔有一定的实际意义。     

顺层预抽钻孔封孔技术优化及应用研究

煤矿井下顺层预抽钻孔封孔应根据不同倾角类型有针对性地采取优化措施。通过对平庆煤矿封孔现状的考察和大量的封孔优化对比实验,得出顺层预抽钻孔孔口免抽段长度、使用钻屑量与地应力之间存在的函数关系,确定了合理封孔深度。从瓦斯抽采效果、经济性、操作难易程度综合考虑,对比分析得出不同类型倾角顺层预抽钻孔封孔优化技术,并在现场实际使用论证。上行钻孔封堵孔外,下行钻孔封堵孔内,近水平钻孔封堵孔内和孔外。不同类型倾角顺层预抽钻孔封孔优化后,提高了抽采浓度,缩短了煤层预抽时间,保障了煤矿安全开采。     

观文煤矿煤与瓦斯共采中瓦斯抽采前期研究

 摘要： 以低透气性、强突出危险煤层群矿井—观文煤矿为研究对象,深入研究该矿的瓦斯抽采方案设计。抽采方案主要包括：保护层回采区域顺层钻孔预抽、邻近层卸压瓦斯、采空区瓦斯抽采、底板穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯、煤巷掘进工作面边掘边抽。     

基于物联网的露天矿智能爆破系统设计研究

以矿山物联网、矿山智能化和采矿自动化、无人化的发展趋势为背景,以实现露天矿爆破的智能化为方向,以解决目前露天矿爆破在管理、安全和信息处理方面存在的问题为目的,以现代通信技术、自动化技术和软硬件技术为基础,重点研究了露天矿智能爆破的总体架构、核心内容、关键技术等。设计的主要内容：①露天矿用钻机的自动钻进与行走流程、钻孔精确定位与导航、穿孔数据记录、易损件和消耗件信息记录等功能;②适用于露天矿爆破工程的通信网络与数据库;③露天矿监控与爆破设计软件。该系统在实践中得到了良好应用。     

煤矿井下大直径定向钻进技术在水力压裂中的应用

为了解决碎软、低透气性煤层水力压裂非定向顺层钻孔成孔率低、成孔后易塌孔导致钻孔堵塞和非定向穿层钻孔有效孔段短的问题，提出了将煤矿井下底板穿层梳状定向钻进技术与水力射流冲孔技术相结合的增透方案，形成一套适应煤矿井下水力压裂的大直径定向钻进技术。现场应用结果表明：该技术既解决了成孔率低和成孔后塌孔导致的钻孔堵塞的问题，又解决了钻孔有效距离短、压裂后影响范围小造成的瓦斯抽采效果差问题|抽采最大浓度平均为5.22%，抽采流量平均为4.60m3/min，日均瓦斯抽采量平均值334.81m3/d，与普通穿层钻孔抽采数据对比，压裂增透后钻孔瓦斯抽采流量提高约5.23倍。对该矿区碎软煤层条件下的瓦斯强化抽采具有较强的指导意义。     

顺层抽采钻孔审查系统的开发与应用

针对复杂地质条件下顺层钻孔布孔审查工作中存在的效率低、精度差等问题,设计研发了1套顺层抽采钻孔审查系统。该系统可根据工程平面图模拟煤层真实赋存状态,并对抽采钻孔布孔合理性进行智能评判,巩固了抽采达标评判体系中的薄弱环节。建设煤矿1511采面应用效果表明:系统能准确定位抽采空白带并提出合理的补孔方案,显著提高了工作面瓦斯预抽效果,为规范化、程序化的进行瓦斯治理提供了智能化支撑。     

基于PLC的矿井钻机控制系统设计

为了适应煤矿装备的智能化、自动化潮流,以某型矿井钻机为研究对象,对矿井钻机主要结构进行分析,基于CAN总线、PLC及PID设计了矿井钻机控制系统,并对控制程序进行研究。结果表明,该系统能较好地实现对矿井钻机自动化和智能化控制,为矿井钻机及其他煤矿装备控制系统设计及智能化升级提供理论依据及技术参考。     

基于人机交互的钻机遥控面板优化设计

为了改善智能遥控钻机使用时的用户体验,提高产品的易用性,从而达到安全、舒适、高效的目标,对ZDY4300LK型煤矿用履带式全液压坑道钻机遥控器面板进行分析,将人机交互设计引入钻机遥控器交互面板的设计流程中,通过分析明确原有遥控器面板设计的人机交互缺陷,以CATIA软件人机分析结果为基础进行相应的改进设计,使产品在煤矿巷道的特殊环境下,用户的操作行为能够符合其生理特征、行为习惯及心理认知模型,实现人机环境协调性的高度融合。     

煤矿瓦斯精细化抽采及系统建设

针对目前煤矿低浓度瓦斯抽采问题,尤其是由于瓦斯浓度低而带来的管道输送安全隐患,通过借鉴地面煤层气开发排采过程中“连续、平稳、缓慢”的降压排采工艺,分析了煤矿瓦斯抽采钻孔、煤层增透、管路系统、抽采设备等各个环节所采取的措施和存在的问题,提出通过科学化的钻孔抽放参数设计、分源分区域抽放的独立单元化智能管理、动态大范围智能反馈可调的抽放泵站建设,实现以煤矿瓦斯高浓度抽采、煤矿瓦斯高效安全治理为目的的煤矿瓦斯精细化抽采系统建设方案和方法。