掘进工作面立体式瓦斯抽采钻孔优化设计与应用

为了提高厚煤层高瓦斯掘进工作面掘前瓦斯抽采量,减少掘进过程中的瓦斯预警次数,针对余吾煤业高瓦斯掘进工作面的平面式抽采钻孔不能覆盖全煤厚、瓦斯抽采量低的问题,通过调整钻孔的布置方式及开孔角度对掘进工作面释放孔及两帮钻场护帮钻孔进行了优化设计,将掘进工作面抽采钻孔由平面式抽采转变为立体式抽采。现场试验表明,立体式抽采钻孔抽采瓦斯体积分数提升11%、抽采瓦斯纯量提升0.14 m~3/min,回风流瓦斯体积分数由0.73%降低至0.44%,不仅对全煤厚煤体提前卸压降低突出危险性,同时提前截流卸压煤体内瓦斯,大幅降低了工作面掘进时的瓦斯涌出量,保证了巷道掘进过程中瓦斯涌出的均匀性。     

高瓦斯掘进工作面瓦斯治理技术实践

高瓦斯矿井在巷道掘进过程中,瓦斯涌出量大、涌出均匀性差制约巷道的快速掘进。为解决该难题,提出煤壁喷浆工艺优化技术,对煤巷掘进工作面迎头释放孔施工进行优化设计,变"本巷跟进"为"邻巷跟进",对煤层瓦斯涌出进行有效控制,快速降低煤层瓦斯涌出量,提高瓦斯涌出均匀性,降低回风流瓦斯浓度,从而提高掘进效率,利用煤壁喷浆工艺优化提高喷浆效率。喷浆速度提高5倍,降低掘进期间煤壁瓦斯涌出,回风流瓦斯平均最大浓度分别由0.75%降至0.55%,涌出量由12.5 m~3/min降至8.5 m~3/min,迎头50 m范围瓦斯涌出量由8 m~3/min降至5 m~3/min,有效降低了巷道生产过程中瓦斯涌出。     

底抽巷穿层钻孔预抽技术在长平矿的应用

为治理掘进工作面瓦斯,消除突出危险性,确保巷道安全掘进,在高瓦斯、松软、低透掘进工作面中采用底抽巷穿层钻孔煤巷条带瓦斯预抽技术,提高瓦斯抽采效果,降低煤体瓦斯含量,通过穿层钻孔卸压释放地应力煤体瓦斯压力,增加煤体塑性,使得防突指标和瓦斯涌出量大幅度降低,最终实现巷道安全高效掘进.     

寺家庄煤矿突出煤层掘进工作面瓦斯治理实践

为了有效增加寺家庄煤矿掘进巷道瓦斯抽采量,降低回风流瓦斯浓度,根据矿井瓦斯赋存概况,分析了掘进工作面瓦斯涌出来源,采用交叉钻孔预抽煤巷条带瓦斯,掘进过程中采用钻墙边掘边抽技术抽采巷帮煤壁以里的瓦斯。15108进风巷实践表明:交叉钻孔瓦斯抽采量平均为1.12 m3/min,是平行钻孔的1.14倍,预抽后瓦斯含量7.08 m3/t,较之平行钻孔下降9.8%,有效消除煤层突出危险性,同时有效截流掘进期间煤壁两侧的瓦斯,回风流最大瓦斯浓度0.59%,比采用顺层钻孔方案平均低0.08%。     

短孔快速抽采技术在掘进工作面的应用

山西某煤矿3605回风措施巷掘进期间回风流瓦斯浓度居高不下，采用瓦斯排放孔的措施效果甚微，严重影响掘进效率。通过在掘进面施工短钻孔、胶囊封孔器快速封孔、检修班短期抽采瓦斯的措施，巷道掘进期间回风流瓦斯浓度显著降低，大大提升了3605回风措施巷的掘进效率。根据监测的短孔抽采前后3605回风措施巷掘进期间瓦斯浓度情况，同等掘进速度条件下，回风流瓦斯浓度下降0.14%~0.16%，工作面瓦斯浓度下降0.04%~0.10%，保证了该工作面的安全掘进。     

突出煤层回采工作面综合消突技术实践

为了快速消除回采工作面区域煤体的突出危险性,同时降低巷道掘进期间回风流中的瓦斯浓度,提出了交叉钻孔与网格钻孔相结合的综合抽采技术措施。在九里山矿16021回采工作面的试验结果表明：在采取综合技术措施后,16021回采工作面突出危险性预测超标率为零,16021运输巷回风流瓦斯体积分数由未实施综合技术措施前的0．8％降至0．4％,与本煤层顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯相比,抽采消突时间能够降低1／3以上,可见交叉钻孔与网格钻孔相结合的综合抽采技术措施是可行的。     

水力射流配合穿层钻孔抽采瓦斯技术实践

平煤股份八矿工作面掘进过程中突出危险性严重,瓦斯涌出量大,测试指标超标严重。为解决上述问题,对水力射流配合底板穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯技术进行了研究,并在八矿掘进工作面进行现场试验。试验结果表明:实施水力射流配合底板穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯后,钻孔瓦斯抽采浓度提高了1.6~4.3倍,效检指标q值和S值为临界值的18.4%、50.5%,掘进过程中回风流瓦斯浓度降低幅度约50%。     

基于水力割缝的高瓦斯厚煤层快速掘进保障技术研究

针对山西潞安集团余吾煤矿3煤掘进期间瓦斯涌出高,造成巷道掘进速度难以提升的问题,采用高压水射流割缝技术进行快速卸压增透,现场试验发现,割缝孔抽采瓦斯浓度最低达到71. 2%,最高达到93%左右,割缝孔的瓦斯浓度大部分时间高于同组对比的普通钻孔,提高了煤体中瓦斯的抽采效率,为高瓦斯厚煤层巷道的快速掘进提供了技术保障。     

麦捷矿掘进工作面瓦斯涌出异常原因分析及治理效果研究

麦捷矿属高瓦斯矿井,目前掘进的150206轨道顺槽工作面靠近井田边界,地质构造条件复杂、瓦斯涌出异常,给工作面掘进作业带来较大的安全隐患。综合巷道瓦斯异常涌出量数据、矿井地质报告数据、煤体原始瓦斯含量数据以及采掘接替顺序分析研究发现在高应力和断层的共同作用下,邻近矿井采空区瓦斯通过断层及煤柱向工作面涌出,矿井采取增大供风量、增大保护煤柱宽度、加强支护强度和加强监测监控等针对性措施有效降低了工作面及回风流瓦斯浓度,保证了掘进作业安全。在工作面回采期间建议通过本煤层钻孔预抽、裂隙带钻孔抽采、加大超前支护范围、加强工作面及两巷应力监测和加强工作面端头管理等措施减少回采期间瓦斯涌出,保证回采的安全。     

相变压裂与水力造穴技术在掘进工作面的应用

针对玉溪煤矿1301掘进工作面瓦斯涌出量大、瓦斯抽采浓度低的问题,通过采用相变致裂技术、水力造穴与相变致裂相结合技术、钻场抽采与相变致裂相结合技术,有效提高了瓦斯抽采量。1301掘进工作面回风流瓦斯浓度由原来的0.6%降低到0.2%,钻屑瓦斯解吸指标由平均每百米巷道掘进超标2.4次降低为0.7次,平均日进尺由原来的2.7 m提高到4.4 m,掘进速度提高了62.9%,保证了高效生产,为类似条件下矿井瓦斯治理提供了参考。     

基于二氧化碳致裂增透技术的低透煤层瓦斯治理

为解决马堡煤矿15~#煤掘进工作面瓦斯涌出量大、抽采效果差的问题,通过理论分析和现场试验的方法,分析了二氧化碳致裂增透机理,设计了煤层增透试验方案,并在二采区运输下山掘进工作面进行了应用。在巷道迎头实施二氧化碳致裂爆破后,2组钻孔内瓦斯浓度平均提高了3倍,巷道掘进期间回风流中瓦斯浓度由抽采前的0.79%降为爆破后的0.26%,下降了67%,瓦斯平均抽采纯量提高了2.39倍,平均抽采混量提高了0.87倍。研究表明,二氧化碳致裂增透技术是一种有效的煤层增透手段,可以改善高瓦斯低透煤层难抽采的现状,显著提高瓦斯抽采效果。     

高瓦斯煤巷掘进工作面瓦斯治理技术

余吾煤业S5206胶带巷具有埋深大、瓦斯含量高等特点,掘进过程中瓦斯浓度较高,瓦斯涌出量大,导致巷道掘进进尺低、瓦斯预警事故概率高,严重影响工作面安全生产。通过现场测定S5206胶带巷瓦斯涌出情况,得出采取优化释放孔倾角、增加配风量、降低煤壁瓦斯涌出量等措施,能够降低工作面瓦斯浓度。通过采取上述措施后,瓦斯涌出量、风流瓦斯浓度、回风流瓦斯浓度均出现下降,工作面日进尺得到了提升,有效保障了工作面安全高效生产。     

巷帮钻场“边抽边掘”在高瓦斯煤矿的应用

巷帮钻场"边抽边掘"大直径长钻孔是拦截巷道周边煤体向掘进巷道释放瓦斯,减少掘进割煤落煤过程释放瓦斯,抽采瓦斯的有效手段。     

厚煤层沿底掘进工作面瓦斯涌出规律及其防治技术

为解决煤层巷道掘进期间的瓦斯涌出量超限问题,对工作面瓦斯涌出规律进行了分析,提出瓦斯释放与抽放相结合的治理办法,通过采取煤层注水、深孔预裂爆破、两帮深孔卸压抽放等技术措施,巷道掘进期间顶煤断裂时,掘进工作面瓦斯浓度为0.3%,有效杜绝了瓦斯超限问题的发生。     

突出煤层掘进工作面本煤层预抽瓦斯技术实践

为消除回采巷道掘进过程中煤与瓦斯突出危险,解决瓦斯涌出量大的问题,采用本煤层定向钻孔与普通钻孔相结合的瓦斯抽采方法,严格落实瓦斯抽放钻孔施工技术措施。实践表明,采取综合瓦斯抽采措施后,消除了突出危险,瓦斯抽采浓度最高达58%,掘进工作面瓦斯浓度控制在0.5%以下,巷道单月最高进尺达到200 m以上,保证了巷道掘进施工安全。     

多系统联合抽采治理工作面瓦斯

针对峰峰集团九龙矿152下38回采工作面掘进期间绝对瓦斯涌出量较大的问题,结合矿井瓦斯地质实际,制定出多系统联合抽采消突治理方案,施工该煤层预抽钻孔。实践表明,该技术降低了风流中的瓦斯浓度,控制在0.3%以下,解决了上隅角等局部瓦斯积聚问题,保证了工作面的安全回采。     

顺层定向长钻孔抽采工艺及应用

霍尔辛赫井田内构造发育，地质条件较为复杂，普通钻孔施工精准度不足，随着井田开拓区域往深部延伸，采掘工作面瓦斯含量日益增大，同时掘进工作面采取沿顶掘进，煤层厚度大，单排钻孔抽采半径有限，采用传统的“掘进面+耳状钻场”普通钻孔对巷道煤层抽采效果不佳，造成掘进期间工作面瓦斯浓度高。采用定向钻孔抽采工艺，通过实施顺层定向长钻孔预抽煤层瓦斯治理技术，实现了对煤巷掘进范围煤体的均匀控制，消除了瓦斯不均衡涌出隐患。实践表明，顺层长钻孔抽采技术可以有效解决复杂地质条件下厚煤层掘进工作面的瓦斯治理问题，为煤巷安全掘进提供了保障。     

突出煤层掘进工作面消突实践

为了消除掘进工作面前方煤体的突出危险性,同时降低回风流中瓦斯浓度,研究提出先抽后掘和边掘边抽的综合技术措施。通过在寺河矿西井区X13012回风巷掘进工作面进行试验,发现在采取综合技术措施后,掘进工作面突出危险性预测超标率由14.70%降至4.17%,回风流瓦斯体积分数由0.7%降至0.4%。可见边掘边抽措施的回风流瓦斯浓度比超前预抽措施的回风流瓦斯浓度降低了43%,工作面突出危险性预测指标超标率降低了71%,抽采及区域防突效果显著。     

高瓦斯矿井厚煤层大断面巷道快速掘进技术

以高瓦斯矿井王坡煤矿大断面厚煤层巷道3205回风巷道为研究对象,分析了高瓦斯和大断面煤巷围岩稳定性对巷道安全高效掘进的影响,采取了巷道走向超前钻孔和瓦斯释放孔协同作用的边掘边抽瓦斯防治措施以及高预应力高强度锚杆索支护技术。现场实践表明:该技术有效杜绝了巷道掘进面和回风流瓦斯浓度超限现象,保证了巷道围岩的稳定性,实现了高瓦斯大断面煤巷的安全快速掘进。     

高瓦斯矿井掘进面瓦斯综合治理技术的研究

鹤煤集团九矿3102掘进工作面瓦斯涌出量为20.6m3/t,采用交叉钻孔、双耳巷钻场和后路浅孔抽采技术,同时加强局部通风和监控系统管理,使回风流瓦斯体积分数下降到0.6%,瓦斯抽采量达569万m3,取得了良好的社会和经济效益。