大断面煤层巷道瓦斯抽采钻孔合理封孔深度研究

根据赵固二矿二1煤层的物理力学参数,利用FLAC3D数值模拟软件模拟巷道开挖后所受到的力学状态,根据钻屑量和钻屑瓦斯解吸量现场实测的数据,确定出巷道的卸压带、应力集中带和原始应力带。通过不同封孔深度的抽采效果验证,得出瓦斯抽采钻孔封孔深度必须超过应力集中带,最后确定合理封孔深度为13m。     

瓦斯预抽钻孔合理封孔深度的确定

山西霍尔辛赫煤矿井下工作面瓦斯预抽钻孔的封孔深度由于采用经验法确定,封孔质量较差,抽采浓度低。采用数值模拟与钻屑指标法现场测试相结合的方法研究巷道裂隙带发育范围,确定钻孔的封孔深度应不小于12 m.工业试验结果表明,钻孔封孔深度为12 m时,保证了钻孔抽采浓度。     

顺层钻孔确定合理封孔深度方法研究

确定合理的封孔深度是保障抽采钻孔封孔质量的重要环节之一,也是提高瓦斯抽采效率的关键。根据李雅庄煤矿煤层条件及应力分布情况,基于钻屑量和钻屑瓦斯解析指标方法,确定巷道周围松动圈范围并得出顺层钻孔合理封孔深度范围。通过现场实测数据和不同封孔深度的抽采效果验证表明,顺层瓦斯抽采钻孔封孔深度必须超过应力集中带,最后确定李雅庄煤矿顺层钻孔合理封孔深度为12 m,此时单孔初始瓦斯抽采浓度提高1倍以上,大幅提高钻孔封孔质量和单孔瓦斯抽采效果,为实现瓦斯高效抽放奠定了坚实基础。     

土城矿顺层抽采钻孔合理封孔深度研究

瓦斯抽采钻孔封孔深度对煤层瓦斯抽采效果起着至关重要的作用。针对目前矿井普遍利用经验法确定顺层瓦斯抽采钻孔封孔深度存在的不足,采用数值模拟、钻屑法及封孔质量仪对巷道围岩应力增高带长度进行研究,进而综合确定顺层钻孔的合理封孔深度,并在土城矿21126工作面试验区域进行现场应用。研究结果表明:利用该方法确定土城矿21126工作面合理封孔深度应为20 m,新实施钻孔组抽采3个月其平均瓦斯抽采浓度为矿井原抽采钻孔组的2.21倍,显著提高了顺层钻孔的抽采效率。     

钻屑指标在确定本煤层钻孔瓦斯抽采合理封孔深度中的应用

为了提高本煤层钻孔瓦斯抽采效率,基于合理封孔深度对瓦斯抽采的重要性,以冯营矿二1煤层为例,探讨了钻屑指标的影响参数,从煤层巷道"三带"角度分析了合理封孔深度的范围。基于钻屑指标与地应力间的关系,通过数据分析确定出冯营矿合理封孔深度为16m,并在现场布置封孔深度分别为12m,16m,18m,22m的钻孔进行抽采效果考察,结果表明:16m,18m,22m封孔深度的钻孔抽采浓度明显高于封孔深度为12m的钻孔抽采浓度,16m封孔深度最为合理。该方法既可以保证瓦斯高效抽采,又可为其他矿井运用该指标确定本煤层合理封孔深度提供借鉴和参考。     

本煤层瓦斯抽采钻孔合理封孔深度研究与应用

瓦斯抽放钻孔的封孔深度直接影响抽放效果,合理封孔深度确定的原则就是要最大限度抽出煤体中赋存的瓦斯,提高抽采浓度,避免封孔材料的浪费,同时有利于煤体的卸压。通过现场实测钻屑质量以及打钻过程中的动力现象,确定煤体的应力分布,通过测试不同封孔深度下的抽采瓦斯浓度,确定了瓦斯抽采钻孔合理封孔深度。应用表明:平煤四矿己₁₅-23130回风巷道的合理封孔深度为9～12 m。     

基于钻屑理论的抽采钻孔合理封孔深度研究

为了准确确定瓦斯抽采钻孔的合理封孔深度,从巷道"三带"的角度分析了合理封孔深度的范围,并从钻屑量指标理论的角度探讨了钻屑量的影响因素。根据钻屑量与地应力的关系,基于黄岩汇矿的现场实际,通过计算钻屑量的变化规律,并结合FLAC3D数值模拟软件,确定出试验区所在埋深的煤层合理封孔深度为8.5~13 m;经现场试验验证了合理封孔深度的准确性。     

李雅庄矿本煤层瓦斯预抽钻孔布置参数研究

本煤层瓦斯预抽钻孔参数设置对于矿井预抽期内实现瓦斯抽采达标至关重要,以现场实测法和数值模拟法确定封孔深度和钻孔布置间距2个指标:一方面通过实测钻屑量和钻屑瓦斯解析指标Δh2结合钻孔围岩裂隙场模拟确定封孔深度;另一方面通过模拟不同抽采时间下实现瓦斯抽采目标压力的抽采半径确定合理钻孔间距。通过开展这2项参数的研究,在提高钻孔利用率的同时大幅度提高了瓦斯单孔抽采效果,对类似矿井借鉴意义重大。     

全煤巷道顺层瓦斯抽采钻孔合理封孔深度研究

为了提高亭南矿顺层钻孔抽采瓦斯的效率,基于合理封孔深度的重要性,采用FLAC~(3D)模拟煤巷开挖后围岩塑性区、垂直应力分布情况,并用Tecplot软件提取巷帮煤岩垂直应力数值,拟合后得到距巷帮不同深度的应力分布曲线。根据钻屑法、钻屑瓦斯解吸指标法现场实测数据,确定出全煤巷道3个应力分区的范围。通过抽采效果验证,证明顺层瓦斯抽采钻孔合理封孔深度是应该超出巷帮的卸压带或塑性区范围,但同时又应小于应力峰值点的深度。最终确定亭南矿顺层瓦斯抽采钻孔的合理封孔深度为9m。     

单一低渗煤层瓦斯抽采钻孔封孔技术研究

针对李雅庄矿单一低渗煤层抽采过程中对效果差的钻孔采取废孔、补孔或重新二次封孔所造成的瓦斯成本的浪费,利用封孔质量检测技术确定钻孔密封性;采用数值模拟法和钻屑指标法,测定合理封孔深度;通过工艺对比试验,提出径向膨胀主动承压封孔工艺,从而形成了"测、封、检"一体化高效成套封孔技术,提高了抽采浓度。