厚煤层浅孔低压注水防突技术

应力增高区是煤与瓦斯突出事故的多发区,采取有效防突措施消除突出危险,对煤巷安全掘进很有必要。浅孔低压注水使煤的含水量增加,使煤的力学性质发生变化,塑性增强,减少了煤体内部的应力集中,降低了瓦斯放散的速度,从而使煤层透气性增大、瓦斯充分释放、煤体瓦斯潜能降低,达到消突的作用。鹤壁中泰煤业公司在掘进工作面采取了浅孔低压注水防突措施,研究总结了浅孔低压注水消突技术参数和施工工艺,消除了掘进工作面突出危险,提高了掘进进尺。     

突出煤层掘进工作面CO_2可控相变致裂防突技术

针对试验矿井煤层掘进工作面煤层透气性差,预抽煤层瓦斯困难,地应力大的特点,为了实现突出煤层快速、安全掘进,通过理论分析及工业试验的方法,提出了适合试验矿井掘进工作面的CO_2可控相变致裂防突技术工艺;系统评价了CO_2可控相变致裂防突技术的有效性、适应性和安全性。研究结果表明:CO_2可控相变致裂防突技术主要是利用液态CO_2瞬间气化过程中产生的能量剪断剪切片,产生应力波及高压气体,使周围煤体产生裂隙,以提高煤层渗透率,达到防治煤与瓦斯突出的目的。通过试验矿井掘进500 m巷道的防突技术应用表明:掘进工作面采用CO_2可控相变致裂防突技术后,钻屑瓦斯解吸指标Δh2较采用常规密集排放钻孔消突技术时下降近50%,瓦斯抽采量提高近2倍,巷道安全掘进速度提高1.5倍以上。     

高瓦斯煤层液态CO_2致裂消突巷道快速掘进技术

针对高瓦斯煤层煤巷掘进工作面钻屑敏感指标值较大、掘进困难等问题,利用高压液态CO_2致裂器掘进头短钻孔预裂消突技术,通过理论分析和现场试验手段研究发现:采用高压CO2致裂器在掘进头进行短钻孔预裂爆破,可以促进煤层裂隙发育,提高煤层透气性,降低瓦斯解吸指标,提高钻孔瓦斯抽采量,达到掘进头消突的目的。现场试验数据显示:致裂后钻屑瓦斯解吸指标△h2最大值为150 Pa,钻屑量S值也相对减小,达到消突目的。致裂后4 h内钻孔瓦斯抽采量超过未进行致裂时抽采量的2倍,短时间内煤层瓦斯含量降低,有效保证了煤巷掘进头安全快速掘进。     

低透气性高突煤层深孔控制爆破的应用

在低透气性高突出煤层煤巷掘进过程中掘进速度缓慢，并且煤与瓦斯突出的危险性随时都可能发生。为了解决这一矛盾，提出了一种新的局部防突措施－深孔控制爆破。文章全面介绍了深孔控制爆破的机理及其施工工艺。现场试验效果证明，深孔控制爆破技术使工作面前方一定范围内煤体裂隙增大，煤体瓦斯得到有效释放，且使煤体应力分布均匀，从而降低了煤与瓦斯突出的危险，大大地提高了煤巷掘进速度。     

突出煤层深孔预裂爆破技术在正行煤业的应用

低透气性瓦斯突出煤层预抽消突一直是制约巷道快速掘进的一个问题。针对这一问题,正行煤业采用深孔预裂爆破技术,增大煤层的透气性,提高煤体瓦斯抽采率,在煤体中形成一定范围的泄压抽采瓦斯区域,有效防止了煤与瓦斯突出的发生,较好地解决了低透气性突出煤层煤巷掘进过程中煤层防突和快速掘进的矛盾。     

深孔控制CO_2预裂爆破在煤巷掘进消突中的应用

煤与瓦斯突出是威胁矿井安全生产的灾害之一,消突对于煤矿高效生产具有重要意义。以余吾煤业为试验矿井,采用深孔控制CO2预裂爆破技术进行煤巷掘进局部防突,并对预裂后的效果进行分析,监测结果表明:CO2预裂后防突指标及可解析瓦斯含量基本不变,且防突效果与迎头打释放孔效果相当;CO2预裂能使迎头煤体松动,化解可能存在的"瓦斯包",且在一定程度上提高瓦斯在煤体中分布的均匀性;瓦斯纯流量变化受抽采负压影响较大且抽采效果较预裂前有所提高;CO2预裂促进了煤巷的快速掘进。     

深孔控制预裂爆破增透试验研究

为增加煤层透气性、提高瓦斯抽采效率,试验研究了深孔控制预裂爆破技术。介绍了深孔控制预裂爆破的增透机理及效果考察方案,从钻孔瓦斯抽采量、钻孔附近煤体透气性系数、百米钻孔瓦斯流量、百米钻孔瓦斯抽采率和工作面掘进速度等方面,现场考察、比较了预裂抽放钻孔、普通顺层预抽钻孔的抽采效果,结果表明:实施深孔控制预裂爆破措施后,前12天钻孔瓦斯抽采量明显增加,煤层透气性系数增加了6.9倍,百米钻孔瓦斯流量提高了4.218倍,百米钻孔瓦斯抽采率提高了1.88倍,工作面掘进速度有了明显的提高。     

基于水力致裂的瓦斯驱赶技术研究

煤矿瓦斯安全一直影响着煤矿生产的关键性问题,研究了水力致裂的瓦斯驱赶技术,依据水力致裂裂缝区域确定出应力扰动区、瓦斯驱赶区域、水力致裂的润湿区域;然后把水力致裂技术应用实践中,分析了水力致裂全过程水力压力变化、水力压裂前后各个取样点的瓦斯含量变化以及掘进工作面迎头瓦斯浓度。研究得出,采用深孔水力致裂技术,减少了区域孔的工程量,很少出现吸钻和卡钻的现象,提高了巷道掘进速度。     

穿层深孔预裂爆破防治高应力高突区域煤巷突出的试验研究

首山一矿首采面己15-12010工作面属于高应力高突区域。为有效消除或降低该区域煤层突出危险性,防止煤巷掘进过程中煤与瓦斯突出事故的发生,利用机、风巷的高抽巷进行了穿层深孔预裂爆破防治高应力高突区域煤巷突出的试验研究。研究结果表明：高应力高突区域经穿层深孔预裂爆破后,工作面前方集中应力带及高瓦斯带向煤体深部转移,煤体应力得到释放,地应力降低,顶板裂隙增大,煤层瓦斯压力及瓦斯含量降低,煤层突出危险性大大降低;穿层深孔预裂爆破技术作为防治高应力高突区域煤巷突出的有效措施之一,可大大提高掘进速度,确保煤巷安全、快速掘进,具有良好的经济效益和社会效益。     

煤巷掘进工作面CO_2相变致裂防治煤与瓦斯突出技术

通过理论研究和工业试验,确定了CO_2相变致裂技术防突措施,并提出了适合试验矿井掘进工作面的防突措施工艺参数,系统评价了CO_2相变致裂技术措施的有效性、适应性和安全性。研究结果表明:CO_2相变致裂技术防突措施是利用CO_2液气两相转变时产生的能量剪断剪切片产生应力波及高压气体使煤体产生裂隙,以提高煤层渗透率达到防治煤与瓦斯突出的目的。通过煤层掘进巷道试验验证了该技术的可行性。     

Improved ore breakage with boreholes in vein deposits

Journal of Mining Science -     

穿层钻孔割缝混合强化预抽煤巷条带消突机制研究及应用

针对普通钻孔网格式布置掩护煤巷掘进增透效果差、卸压不充分的问题,提出了穿层钻孔割缝混合强化预抽煤巷条带消突技术,研究了其增透卸压消突机制,并进行了现场应用.研究结果表明,高压水射流冲击应力波反射形成的径向拉力对裂缝系统的生成起着关键作用,可以预置弱面增强其反射作用.普通孔对割缝孔卸压带的延伸起到了导向作用,而割缝孔对普通孔卸压带的扩展起到了激励作用,割缝孔和普通孔的卸压带相互连接形成整体卸压.现场试验结果表明,煤层透气性及钻场抽采平均纯流量大幅度提升,措施后掘进工作面防突预测指标未出现超标现象,消突效果明显.     

松软高突煤层钻孔施工防垮孔、喷孔技术研究与应用

当东风煤矿M9煤层采用顺层钻孔作为区域煤与瓦斯防突措施钻孔时,在施工中出现垮孔、喷孔等现象。通过分析施工原因,调研该类煤层钻孔施工预防垮孔、喷孔设备及措施,选择使用三棱钻杆、防喷钻杆及孔口防喷装置,在保证施工现场安全的同时,有效提高了钻孔施工进度。研究为松软高突煤层钻孔施工提供了可行的思路。