特厚煤层瓦斯综合治理技术及效果分析

为了保障急倾斜特厚煤层开采矿井的正常、有序开采,针对急倾斜特厚煤层赋存及矿井开拓、开采情况,采取了包括顺层长钻孔抽采、卸压拦截抽采、顶板走向高位钻孔抽采和采空区埋管抽采的综合瓦斯治理技术。研究表明:工作面预抽率达到42.7%,回采期间工作面瓦斯抽采率达到80%以上,卸压瓦斯拦截抽采呈现明显的减小-增大-减小的规律,工作面在回采期间实现了瓦斯零超限,确保了矿井的安全生产。     

突出厚煤层综放工作面瓦斯综合治理技术研究

针对厚煤层综放工作面瓦斯治理难度大、抽采效果差、工作面难以消突的问题,开展了综放工作面立体瓦斯抽采技术研究。立体瓦斯抽采技术包括保护层开采、工作面回采区域顺层钻孔预抽、回风巷留管抽采瓦斯、利用尾巷抽采瓦斯、顶板高位钻孔及底板拦截钻孔抽采瓦斯。通过对P41104综放工作面研究表明:7~#煤层距11~#煤层42 m,作为11~#煤层的上保护层开采是有效的,消除了11~#煤层的突出危险性。立体瓦斯抽采技术的实施,使工作面瓦斯抽采纯量达到25.86 m3/min,抽采率达73%,回风流瓦斯浓度稳定在0.7%以下,减少了瓦斯涌出量,有效解决了工作面上隅角与回风流瓦斯超限问题。     

乌达矿区近距离高瓦斯煤层群立体瓦斯治理技术研究

针对乌达矿区近距离高瓦斯煤层群的具体条件,在对9#煤层开采底板破裂规律、顶板"三带"数值模拟、工作面瓦斯涌出等方面进行分析和研究的基础上,根据各矿井瓦斯治理装备的配备情况,提出工作面走向顺层长钻孔预抽、卸压拦截抽采、顶板走向高位水平长钻孔抽采、风巷机巷上向钻孔抽采,以及上隅角埋管抽采的立体瓦斯治理技术方案,现场应用表明,回风瓦斯体积分数约为0.30%,上隅角瓦斯体积分数约为0.45%,解决了该矿区9#和10#煤层开采时的瓦斯超限问题。     

高瓦斯、急倾斜特厚煤层综放开采瓦斯治理

阿刀亥煤矿CU2煤层属于急倾斜特厚煤层,煤层埋藏较深,瓦斯涌出大,属于高瓦斯矿井。为了保证回采过程中的安全,结合本煤层的瓦斯地质规律,提出了瓦斯治理对策,主要是针对开采分层的下部煤体的瓦斯进行预抽、顺槽斜交插帮钻孔、上隅角埋管抽放等方式,从源头上解决了工作面瓦斯超限的问题。     

水平分段综放开采工作面瓦斯涌出及分布特征

为了深化急倾斜特厚煤层水平分段综放工作面瓦斯灾害理论和技术,分析总结了工作面瓦斯涌出来源,实测了工作面瓦斯浓度分布,利用分源法与估算法对采空区瓦斯涌出量进行了计算,得到了瓦斯浓度沿工作面长度和垂直断面方向的分布规律。研究表明:工作面瓦斯浓度沿风流方向逐渐增大,沿工作面走向断面分布不均,受采空区瓦斯涌出、瓦斯抽采及通风影响,采空区侧的瓦斯浓度高于煤壁侧,考虑瓦斯抽采影响,采空区瓦斯涌出量占工作面瓦斯涌出量的85.08%。因此,建议工作面在开采过程中,采用采空区、邻近层抽采及下部煤体卸压拦截抽采的综合措施防治瓦斯灾害。     

急倾斜煤层开采瓦斯超限及抽采

以新疆阜康市西沟煤焦有限责任公司二矿中大槽煤层+710 m水平工作面煤体的瓦斯抽采为例,针对急倾斜煤层瓦斯涌出的特点进行了瓦斯抽采方法的探讨,通过采用预抽煤层瓦斯及卸压抽采煤层瓦斯、顺层钻孔及穿层钻孔抽采煤层瓦斯等方法,对煤层瓦斯进行有效抽采,解决了开采期间瓦斯超限问题。     

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。     

特厚无烟煤层瓦斯立体抽采规律及效果研究

针对于白芨沟井近水平二3特厚煤层瓦斯含量高、涌出量大的特点,为解决开采过程中瓦斯超限问题,提出了底板穿层钻孔+定向长钻孔+工作面顺层钻孔等的井下立体抽采技术,并采用现场试验分析了瓦斯抽采规律。结果表明:抽采钻孔瓦斯浓度和流量随时间变化呈现先降低后稳定的规律、随工作面推进变化呈现先增加后逐渐减小的规律,0102102首分层工作面预抽后,可解吸瓦斯含量最大5.354 8 m3/t,残存瓦斯含量2.82 m3/t,采前瓦斯抽采达标;回采期间回风瓦斯浓度最大0.58%,上隅角瓦斯浓度最大0.66%,安全回采1 100 m,无瓦斯超限现象,回采瓦斯涌出得到了很好的治理。     

高瓦斯急倾斜特厚煤层瓦斯高效抽采成套技术

针对急倾斜特厚煤层的瓦斯赋存特点,采用数值分析方法对乌东煤矿+575 m水平45#煤层综放工作面开采围岩采动裂隙分布规律进行研究,为制订合理的瓦斯抽采方法提供依据。通过采用顺层长钻孔抽采、卸压瓦斯拦截抽采、顶板走向高位钻孔抽采和采空区埋管抽采等成套技术,工作面瓦斯预抽率达到42.7%,回采期间工作面瓦斯抽采率达到80%以上,有效控制了开采工作面的瓦斯涌出,为工作面的安全生产提供了保障。     

特厚煤层分层开采立体多源瓦斯治理技术应用研究

为解决特厚煤层分层开采瓦斯治理难题,通过分析白芨沟煤矿010203区段首分层0102¹03工作面采前瓦斯抽采效果及回采期间瓦斯涌出来源,针对性采取定向长钻孔、底板穿层钻孔、顺层钻孔卸压拦截抽采,本分层顺层钻孔强化抽采以及大孔径钻孔采空区瓦斯抽采的立体多源瓦斯综合治理方法,并提出了基于小煤柱沿空留巷的大倾角、大孔径钻孔全程下套管施工工艺,在现场得到成功应用。研究结果表明:在已有定向长钻孔、底板穿层钻孔抽采基础上,采取本分层顺层钻孔强化抽采、下伏分层顺层钻孔卸压拦截抽采等措施,解决了本分层及下伏分层卸压瓦斯涌出问题;利用大孔径钻孔以孔代巷抽采采空区瓦斯,解决了工作面隅角瓦斯积聚问题。     

阳泉矿区本煤层开采卸压瓦斯运移和涌出规律研究

 为了解决阳泉矿区在开采过程中本煤层瓦斯涌出量大,上隅角瓦斯经常超限的问题,通过对开采过程中9404工作面前方的应力变化和卸压瓦斯运移及涌出规律的研究,得到了工作面前方煤壁的应力变化情况和卸压瓦斯在煤层中的运移和涌出规律,及它们之间关系.从而为本煤层抽采瓦斯正确选择抽采瓦斯钻孔参数,提高瓦斯抽采率,钻孔位置的选择提供了依据。这样能够更好的治理15#煤层工作面瓦斯涌出量大,上隅角瓦斯超限的问题。     

急倾斜特厚煤层围岩应力演化规律数值模拟研究

以乌东煤矿45~#煤层西翼工作面为背景,运用FLAC~(3D)软件对其围岩应力场的分布及演化规律进行数值模拟分析,得到了急倾斜特厚煤层水平分段开采采场围岩应力的分布特征。研究表明:急倾斜煤层水平分层开采之后,下部煤体在煤层走向方向形成四区;并且随着开采长度的增加,卸压区向开采层下部煤体转移;上分层开采后下部煤体产生明显卸压,其卸压形状呈现“耳”型,卸压范围靠近煤层底板侧卸压程度高于煤层顶板侧;下部煤体的采动影响范围深度随着埋深和煤厚的增加而增大,煤体的充分卸压深度范围基本保持不变。研究结果为下部煤体卸压瓦斯治理提供了理论支撑。     

急倾斜厚煤层瓦斯治理技术研究

针对急倾斜煤层瓦斯抽采效果不理想、开采过程中瓦斯涌出量大、工作面上隅角瓦斯超限等情况,提出了瓦斯抽采巷预抽、高位钻孔和采空区埋管抽采相结合的瓦斯治理方法,同时改进瓦斯抽采钻孔封孔方式,从源头上减少瓦斯向工作面涌出。经过1 a多的实践,瓦斯抽采量提升明显,工作面进风量减小,杜绝了瓦斯超限现象,达到了综放工作面安全、高产高效的目的。     

新安煤矿高位钻孔抽采采空区瓦斯效果分析

针对新安煤矿高位钻孔抽采采空区瓦斯的治理措施,基于采空区瓦斯运移、顶板岩层冒落规律,重点分析采空区瓦斯来源、涌出量以及瓦斯浓度分布特征,利用工作面推进期间煤层顶板上覆岩层卸压变形情况,通过布置钻孔抽采层位,高效、可控高浓度接替抽采采空区瓦斯,从而解决了工作面回风流、上隅角瓦斯超限和工作面瓦斯涌出异常的问题。     

下分层抽采长钻孔终孔位置合理确定

针对特厚煤层高瓦斯工作面回采上分层期间出现上隅角瓦斯超限报警的情况,提出在下分层施工千米定向钻孔抽采瓦斯的技术。分析上分层回采过程中,下分层裂隙发育程度及卸压瓦斯运移规律,在某矿205工作面开展试验研究,借助理论计算和Flac 3D模拟可知,下分层塑性破坏最大距离为13 m,工作面底板以下6~9 m最适合布置千米定向钻孔。位于下分层6~9 m范围内的千米定向钻孔瓦斯抽采效果最佳,瓦斯抽采量随工作面回采呈现指数升高,最后体积分数升高至68%,达到了对特厚煤层高瓦斯工作面下分层卸压瓦斯高效率、长时间稳定抽采的目的。     

综放工作面瓦斯分源抽放综合治理瓦斯技术

综放开采采高大,赋存在下分层及残留煤中的瓦斯不断涌向采空区的卸压裂隙带,在落煤和放顶煤时瓦斯涌出量会迅速增大,易造成工作面回风上隅角和回风巷道的瓦斯超限,甚至在回风隅角形成瓦斯积聚。胡家河矿井在生产实践中,采用采前预抽、上隅角埋管抽放、采后卸压抽放和高位瓦斯抽放巷抽放等瓦斯综合治理措施,可以解决矿井的瓦斯积聚问题,对类似矿井地质条件和开采工艺下矿井瓦斯治理具有重要的参考价值。     

上保护层开采卸压瓦斯治理技术研究

以青东煤矿首采726工作面作为上保护层,探讨了上保护层瓦斯来源:本煤层瓦斯、回采阶段下邻近层8号煤层涌出的瓦斯.分源预测法计算表明,8号煤层涌出的瓦斯为726工作面的主要瓦斯涌出源,由于保护层开采结合卸压瓦斯抽采是煤矿瓦斯治理的主要技术手段,提出了本煤层回采期间顶板巷条带网格穿层钻孔抽采、顶板巷分段封闭抽采、回风巷下向穿层钻孔抽采、顺层钻孔抽采、采空区埋管抽采等瓦斯治理方案.采取上述瓦斯综合治理措施后,平均瓦斯抽采流量15.96 m3/min,工作面瓦斯抽采量达到729.44万m3,瓦斯抽采率达到75％以上,杜绝了工作面上隅角瓦斯超限.     

开采急倾斜特厚煤层瓦斯涌出影响因素分析

针对急倾斜特厚煤层水平分段开采瓦斯涌出导致工作面瓦斯超限的难题,结合乌东煤矿实际开采情况进行分析,总结了急倾斜特厚煤层水平分段开采瓦斯超限的主要影响因素,并通过井下实际瓦斯参数测定绘制瓦斯涌出规律分布曲线图;综合分析工作面瓦斯涌出的影响因素,并对主要影响因素进行瓦斯抽采参数优化,合理调整回采速度、产量及回采率等参数,通过理论计算对乌东煤矿工作面瓦斯涌出量进行预测,并与现场实测值进行对比分析,得出两者误差为2.45%。解决了工作面瓦斯超限的难题,为以后急倾斜煤层水平分层开采瓦斯涌出规律分析提供了理论依据。     

下伏邻近层瓦斯采动卸压运移规律及抽采特征研究

为研究下伏邻近层瓦斯采动卸压运移规律及顺层钻孔瓦斯抽采特征,以屯兰矿2^#煤层为研究对象,基于下伏采动卸压理论、底板采动破坏深度经验公式和稳定同位素测定分析技术,分析了下伏邻近层瓦斯卸压涌出规律,对下伏煤层顺层瓦斯钻孔采动卸压抽采特征进行了研究。结果表明：12507工作面底板采动破坏深度24.80 m,采动卸压后单孔最高抽采浓度75%、流量0.5 m³/min,下伏邻近层瓦斯抽采量占工作面瓦斯抽采总量的27.08%,为实现下伏卸压瓦斯高效治理,需对下伏4^#煤进行采前预抽和采动抽采;根据上隅角瓦斯主要来源及占比,将工作面瓦斯涌出划分为3个阶段,单一煤层主导阶段、邻近层卸压调整阶段及卸压平衡阶段;工作面回采6～100 m时,采空区下伏4^#煤迅速卸压,瓦斯大量涌出至采空区,100 m后下伏4^#煤层瓦斯达到稳定卸压涌出。     

综采工作面顶板大直径走向长钻孔瓦斯抽采技术

针对马堡煤矿8204综采工作面邻近层瓦斯涌出量大,上隅角瓦斯频繁超限的问题,实测分析了8204综采面瓦斯涌出特征,针对性的提出顶板大直径走向长钻孔瓦斯抽采技术。采用FLAC3D数值模拟分析了工作面开采时上覆岩层裂隙演化规律,设计合理的抽采参数。现场应用结果表明:采用顶板大直径走向长钻孔抽采技术能对邻近层瓦斯进行有效拦截,解决上隅角瓦斯浓度超限问题,保障工作面安全高效生产。