石门揭煤多方位立体式预抽瓦斯区域防突技术研究

为了解决西南地区煤矿特殊复杂地质条件下石门揭煤瓦斯抽采布孔空间小、钻孔深度较长、难以保证打钻到位及封孔困难的问题,提出了石门揭煤多方位立体式预抽瓦斯消突方法,通过立体式、全覆盖钻孔布置方式,同时采用钻孔全程下套管,"两堵一注"水泥带压封孔瓦斯抽采技术,防止揭煤区域出现瓦斯抽采空白带,有效降低揭煤区域前方煤层瓦斯含量和瓦斯压力。工程试验结果表明:通过采用多方位立体式预抽瓦斯消突方法,揭煤区域煤体连续45 d抽采,累计抽采瓦斯量329 776.46 m3,瓦斯预抽率达70%,残余瓦斯含量和残余瓦斯压力分别降低为5.800 8 m3/t和0.25MPa;与抽采之前对比,分别下降了69%和79%,有效地治理了煤与瓦斯突出灾害,保障了石门揭煤安全。     

长钻孔跨区段预抽石门揭煤区域瓦斯治理技术

为确保松河煤矿采三区132石门安全揭煤,保证矿井安全正常生产,采用长钻孔跨区段预抽石门揭煤区域瓦斯治理技术。通过预抽揭煤区域煤层瓦斯,煤层瓦斯含量从原18.39 m~3/t降低至7.27 m~3/t,煤层瓦斯含量最大降低11.12 m~3/t,有效降低揭煤区域煤层瓦斯含量和揭煤风险,为132区段石门安全揭煤创造条件,同时缩短石门掘进揭煤预抽瓦斯所需的时间。     

突出煤层石门揭煤区域瓦斯抽采效果分析

为了保证冯营矿2415车场安全揭煤,确保矿井的安全生产,根据《防治煤与瓦斯突出规定》要求,对石门揭煤区域抽采钻孔进行了设计,车场揭煤区域钻孔设计总工程量为5 047.8 m,运用“两堵一注”的封孔方式对钻孔进行封孔,然后进行突出煤层石门揭煤区域瓦斯抽采效果分析。研究得出,经采取措施后,煤层瓦斯含量大幅降低、钻屑解吸指标明显下降以及瓦斯浓度显著降低。研究为类似工程条件的石门揭煤区域瓦斯抽采提供了理论基础。     

高压水割缝增透防突技术在石门揭煤中的应用

为了寻求在实施区域防突措施有效后的局部防突措施,真正消除石门揭煤的煤与瓦斯突出,根据高压水切割煤岩机理,在贵州湘能股份有限公司神仙坡煤矿114反石门揭煤过程中试验了高压水割缝增透防突技术。结果表明,高压水割缝增透防突技术由于其单孔控制范围增大,石门揭煤时预抽瓦斯的钻孔工程量降低了50%以上,揭煤的工期缩短了40%左右;同时提高了石门瓦斯的抽采率和抽采的瓦斯浓度,是煤矿石门揭煤的一项实用技术。     

水力切割技术在大采深石门揭煤中的应用

石门揭露透气低的突出煤层煤时通常需要施工大量的穿层钻孔预抽揭煤区域瓦斯,而且瓦斯预抽时间长.通过在徐州矿务集团张集煤矿-1 250 m轨道大巷石门揭煤采取水力切割技术,减少了揭煤钻孔工程量,缩短了揭煤时间,实现了快速安全揭煤.     

水力割缝增透技术在石门揭煤中的应用

石门揭穿突出煤层具有突出强度大、密度大、对矿井安全生产造成严重威胁的特点,为保证安全高效地实现石门揭穿突出煤层,通过在白龙山煤矿一井一采区下部车场石门揭C7+8突出煤层施工瓦斯预抽钻孔期间,对部分钻孔采取水力割缝增透技术措施,大大提高煤层透气性,在提高抽采效果的同时降低煤层瓦斯压力和瓦斯含量、缩短石门揭煤工期,实现安全高效揭煤的目的。试验结果表明:采取水力割缝增透措施后,单孔平均抽采浓度24.7%,最高78.6%,较普通工艺钻孔提高8.2倍;日抽采瓦斯纯量最高1713.6m~3,较普通工艺钻孔提高6倍;采用水力割缝增透工艺的石门揭煤区域预抽时间提前60%。     

石门揭煤瓦斯卸压钻孔设计

提出石门揭煤瓦斯卸压钻孔的四边形布孔方式,依此建立石门揭煤瓦斯卸压钻孔的参数计算模型,并完成了整个卸压钻孔设计的计算机程序,设计成果以参数报表和ＣＡＤ图形直接输出。     

土城矿石门揭煤跨区段精准消突技术研究及应用

为解决近距离煤层群石门频繁揭煤的问题,提出跨区段施工穿层长钻孔预抽石门揭煤区域瓦斯,大大缩短瓦斯治理时间,减少抽采巷工程量。采用COMSOL多场耦合模拟软件建立了瓦斯抽采流固耦合模型,探讨了有效抽采半径与预抽时间的关系,结果表明:瓦斯抽采模拟结果表明钻孔的有效影响半径随着预抽时间的延长而逐渐增大,但当超过阈值后,继续延长抽采时间对于提升瓦斯抽采效果并不明显。因此合理的预抽周期为3个月,此时的有效抽采半径达到2.06 m。石门揭煤跨区段消突效果检验煤层最大残余瓦斯含量4.5 m~3/t,瓦斯压力0.32 MPa;钻屑瓦斯解吸指标K_1最大值为0.32 mL/(g·min~(1/2)),达到了精准消突的目的。     

高瓦斯煤层底抽+冲孔协同石门揭煤技术

针对贵州矿区新田煤矿瓦斯治理存在的一些问题,如抽采钻孔浓度低、流量衰减快,抽采达标时间长,不能有效解决高效抽采瓦斯,直接造成矿井瓦斯抽采率低下,"抽、采、掘"比例失衡,通过采用底抽+冲孔协同石门揭煤技术,增大了煤层渗透率,扩大了钻孔抽采有效影响范围,提高了煤层瓦斯抽采效率,缩短了石门揭煤时间,缓解了新田煤矿抽、采、掘接替紧张局面。     

地质构造带下快速揭煤实践

赵固二矿主采二1煤层,该煤层具有煤与瓦斯突出危险性.为了防止石门揭煤瓦斯突出,揭煤工期一般需要6～7个月甚至十几个月的时闻抽放,才能解除石门揭煤工作面的突出危险性,严重影响了矿井和采区的顺利接替.通过选择合理的预留岩柱厚度、瓦斯抽放钻孔布置方式及其参数,实现了快速揭煤,为煤与瓦斯突出煤层石门快速揭煤积累了经验.     

初始释放瓦斯膨胀能与煤体破碎程度的关系研究

通过在同一试验条件下,对不同破碎程度(不同筛分模数)的煤样进行初始释放瓦斯膨胀能实验研究,得出了初始释放瓦斯膨胀能和筛分模数之间存在着指数增加的关系。从而很好地解释了石门揭煤条件下煤体破碎程度与突出的关系。对避免石门揭煤突出危险性预测因f值测定造成误差出现危险,准确地预测石门揭煤突出危险性有着十分重要的意义。     

缓倾斜突出煤层石门短导硐震动 爆破揭煤技术应用

针对缓倾斜突出煤层石门揭煤发生突出的特点,结合焦作矿区二₁煤层揭煤的大量研究与实践,确定了以石门短导硐震动爆破配合交叉钻孔强化卸压抽采为主的缓倾斜突出煤层石门揭煤技术,实现了冯营矿2415车场、2417车场的安全揭煤,为矿井合理采掘部署提供了保障。     

石门揭煤过煤门段施工技术方案探讨与实践

通过何庄煤矿运输石门揭煤过煤门段巷道加固实践,详述了基建矿井运输石门揭穿突出煤层段时采用的方案选择、施工方法及控制技术,为同类煤矿石门揭煤过煤门段巷道支护选择提供了技术借鉴。     

采区运输下山石门揭煤综合瓦斯防治技术

为了防止石门揭煤过程中发生煤与瓦斯突出事故，以开滦矿区二水平南一采区运输下山下部石门揭煤为背景，分析了石门揭煤处11煤层的地质条件和瓦斯赋存状况，提出采用瓦斯参数测定、瓦斯预先抽采、水力冲孔、煤体固化等综合瓦斯防治技术。结果表明，通过石门揭煤综合瓦斯防治技术，揭煤点及其周围煤层瓦斯含量降为3.19m3/t，瓦斯压力降至0.6MPa以下，每天保证正规循环，顺利实现了安全揭过煤。     

突出危险煤层石门揭煤岩柱厚度确定

通过有限元数值模拟,从岩石的物理力学性能、爆破对岩石的损伤和破坏作用、地应力和瓦斯压力的影响等几方面综合进行研究,以此确定出安全的最小预留岩柱厚度,并进行了工程实践,研究结果对防止石门揭煤造成的突出,具有指导意义。     

深部缓倾斜突出煤层小角度快速揭煤技术

 潘一东矿井建设项目部的井田范围内的主采煤层都是近水平煤层,煤层的最大倾角在80左右,所以石门揭煤几乎都是在小角度的情况揭开煤层,而小角度揭煤无疑又大大的增加了煤与瓦斯突出的危险。如何在石门小角度揭煤的条件下进行有效的快速石门揭煤防突工作,则是本论文着重要研究解决的关键问题。在对西一矸石胶带机上山进行揭11-2煤进行试验,执行四位一体的突出煤层揭煤措施,首先采用测定煤层原始瓦斯压力和原始瓦斯含量的方法来预测煤层是否有突出危险性;其次实施121个抽采钻孔,对其煤层进行区域消突;然后当抽采率达到45%以上时通过测定煤层的残余瓦斯含量和残余瓦斯压力的方法对消突煤层进行效果检验,在巷道施工法距煤层5m时通过综合指标法和钻屑瓦斯解吸指标法再次进行区域验证,在距煤层法距2m时采取远距离爆破,巷道见煤后进行循环效检直至远距离放炮结束。这次安全快速揭过11-2煤的关键在于快速测压技术的应用、抽采钻孔的设计优化及工作程序的劳动组织。     

不同突出口径条件下煤与瓦斯突出模拟试验研究

使用自主研发的煤与瓦斯突出模拟试验装置开展了不同突出口径条件下煤与瓦斯突出模拟试验,以分析石门揭煤时含瓦斯煤体暴露面面积对煤与瓦斯突出发生发展的影响。分析结果表明：突出口径越大,煤体越易于破裂失稳并发生煤与瓦斯突出,所以,石门揭煤时煤体暴露面面积对煤与瓦斯突出有着一定的控制作用,合理设计揭煤工艺控制煤层新暴露面面积可有效防治煤与瓦斯突出;突出口径影响破断煤体中瓦斯的放散,使得煤体中瓦斯压力梯度变化趋势不同;突出口径越小,煤与瓦斯突出持续时间越长,瓦斯压力降低越慢,瓦斯对煤体的粉碎性越不明显,突出强度也越小,也因此改变了突出时温度变化量,结果在某种程度上说明了突出口径影响含瓦斯煤的破断失稳和抛出特性。     

沿沟煤矿煤与瓦斯突出诱发冲击地压事故分析

分析了沿沟煤矿"11·8"石门揭煤特大型煤与瓦斯突出并诱发底板岩层冲击地压事故,并通过煤岩体的稳定性分析和煤岩体受扰动后拉应力的计算阐述了煤与瓦斯突出诱发冲击地压的力学机理,最后对事故原因进行了分析并提出了对策。     

松软突出煤层石门快速揭煤技术应用

松软突出煤层石门揭煤问题已成为制约煤矿安全快速发展的关键因素。为安全快速揭开石门,通过研究制定了煤层固化,穿层抽放,深孔爆破提高抽放效果等方法,安全高效揭开了石门。     

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。