高瓦斯综放工作面瓦斯抽采技术研究与应用

为了有效解决矿井抽采负压低、抽采阻力大及钻孔设计不合理等问题,通过对红岭煤矿综放工作面瓦斯抽采状况的分析总结,制订并实施了煤层瓦斯抽采的改进方案、分源抽采的具体方法与改进措施,优化了矿井瓦斯抽采系统、管网连接方式、钻孔设计参数和瓦斯综合抽采措施。实践表明,上述方法从源头上解决了抽采负压低、阻力大及抽采效果差等问题,取得了良好效果。     

特厚煤层综放工作面瓦斯抽采技术

崔家沟煤矿2303综放工作面存在抽采难度大、瓦斯涌出量大的问题,为此进行了特厚煤层综放工作面瓦斯抽采技术实践。分析综放工作面瓦斯赋存情况,首先采用分源预测法对2303工作面进行瓦斯涌出量预测,然后采取本煤层钻场扇形钻孔预抽、上隅角采空区埋管抽采、回风巷钻场高位钻孔抽采及顶板高位大直径定向长钻孔相结合的方法进行了瓦斯抽采。实践结果表明,采用分源预测法不仅预测了瓦斯涌出量,也可以掌握瓦斯的涌出来源;该方法对瓦斯抽采效果较好,抽采率满足要求,从而在一定程度上保证了工作面安全高效生产,可以为本矿其他综放工作面及同类高瓦斯矿井特厚煤层瓦斯抽采技术提供参考依据。     

煤矿瓦斯抽采监控智能评价管理系统的设计和构建

通过对煤矿抽采系统结构、抽采工作日常管理结构以及抽放评价方法的研究,建立了一套集抽放数据实时监控、抽放日常信息管理、抽放效果评价为一体的煤矿瓦斯抽采监控智能评价系统,具备实时性好、访问灵活便捷、自动化智能化程度高、分析结果准确可靠的特点,为抽采数据在线监控、抽采日常信息规范化、精细化管理以及抽放辅助决策提供了综合解决方案,为煤矿瓦斯抽采工作提供了技术支持和保障,有效提高了瓦斯抽采工作的效率。     

钻孔预抽煤层瓦斯运移规律研究

为了研究钻孔预抽煤层瓦斯运移规律,首先采用分源预测法,对某煤矿工作面瓦斯进行预测,得出回采工作面瓦斯涌出以开采层瓦斯涌出为主。分析了瓦斯抽放可行性和未卸压瓦斯抽放难易程度,确定该矿煤层为可以抽采煤层。然后,采用Fluent数值模拟软件分析了不同抽采时间的抽采影响范围。研究得出:钻孔抽采负压对煤层抽采半径的影响不大;抽采时间和钻孔直径对煤层的抽采影响较明显。研究为煤矿瓦斯抽放钻孔参数设置提供了理论指导。     

煤矿井下瓦斯抽采系统危险性分析

文章对矿井瓦斯抽采系统和工艺进行了简要介绍,对煤矿井下瓦斯抽放系统在运行过程中可能产生的各种危险有害因素进行辨识和分析,主要针对抽采钻孔过程、井下瓦斯抽采泵站、抽采管路系统等过程和设备进行分析,然后提出了有针对性的安全防范措施。     

一种新的煤矿井下瓦斯抽采钻孔封孔方法

文章介绍了一种新的煤矿瓦斯抽采钻孔封孔方法,对其封孔原理、封孔工艺和封孔效果方面进行了论述,通过在李村煤矿井下瓦斯抽采钻孔封孔现场试验,提高了煤矿井下瓦斯抽采钻孔封孔质量和施工效率,降低了封孔材料成本,对煤矿井下瓦斯抽放钻孔封孔有一定的参考作用。     

单一低透气性煤层抽采钻孔参数优化探讨

为了提高煤层瓦斯抽采效果,研究了鹤煤六矿2145工作面的瓦斯抽采数据,对百米钻孔抽放量、抽放纯量、抽放浓度、抽放负压的数据进行了统计和定量分析;结合鹤壁六矿的煤层透气性、钻孔抽放半径以及钻孔衰减系数,对该矿本水平的瓦斯抽采钻孔参数进行了优化,使之能够更适合当前抽采需要,从根本上消除预抽煤层的突出危险性,提高矿井瓦斯抽采率。     

综采工作面本煤层瓦斯治理技术应用

辛置煤矿为低瓦斯矿井,针对瓦斯分布不均的问题,提出了分区域治理的思路。采用分源预测法预测了2-109工作面的瓦斯涌出量情况,提出了顺层钻孔抽放瓦斯、采空区埋管瓦斯抽放相结合的抽采系统,计算得出了合理抽采半径,建立了完整的瓦斯抽采系统,最终达到降低煤层瓦斯含量、消除隐患的目的。     

高位钻孔抽采治理瓦斯技术研究

为解决唐山矿工作面在回采过程中瓦斯浓度超限问题,在Y484工作面现场试验高位钻孔进行瓦斯抽放。根据分源瓦斯预测方法对工作面瓦斯涌出源进行分析,并通过理论计算冒落带和裂隙带的高度范围。结合本煤矿的现场实际情况,基于原经验优化高位钻孔参数布置,并对抽放效果进行研究。研究结果表明:工作面距离钻场越来越近时,瓦斯抽采量不断增高;通过计算瓦斯抽采纯量得到抽采效果较好孔的位置为孔高35～50 m,距巷帮距离30～50 m,瓦斯抽采率大大提高,工作面及上隅角瓦斯可得到有效控制。     

钻孔三维可视化系统构建与应用

针对当前寺河矿瓦斯抽采钻孔人工设计工作量大、效率低、精度差、易发生空白带安全隐患等突出问题,通过瓦斯抽采钻孔智能设计、钻孔三维建模,开发煤矿钻孔三维可视化分析软件系统。煤矿钻孔三维展示分析系统实现了瓦斯抽采钻孔的智能设计,自动成图和三维环境的钻孔形态展示,为煤矿瓦斯抽采钻孔设计分析提供了专业化工具。     

三软难抽煤层瓦斯抽采浓度偏低的影响因素研究

杨河煤业主采的二叠系山西组二₁煤层为全层构造煤发育,煤层渗透率低,属较难抽采煤层,普遍瓦斯抽采浓度偏低,抽采水平低下。通过对煤层结构、瓦斯赋存、封孔工艺的分析,找出三软难抽煤层瓦斯抽采浓度偏低的根本原因。采用瓦斯抽采工艺流程分源剖析法,对钻孔成孔质量、封孔质量、护孔筛管深度、抽采负压、抽采系统积水、抽采参数测试误差、抽采系统气密性等各项影响因素深入研究。分析得出煤层结构及瓦斯赋存条件对抽采系统瓦斯抽采浓度起着决定性作用,钻孔成孔质量、封孔质量对抽采浓度的影响起着关键的作用。分项剖析瓦斯抽采工艺流程的影响因素能够有效掌握影响抽采浓度的关键环节,使瓦斯抽采工作找到侧重点。     

瓦斯管路湿式阻火稳压装置设计

为了解决煤矿瓦斯泵站抽采压力波动导致瓦斯发电机组故障频发甚至停机的问题,同时防止瓦斯输送管路压力突增而憋停瓦斯抽采真空泵的情况,研究分析了瓦斯发电机组对瓦斯压力的实际需求和瓦斯抽采泵站的安全运行压力,展开了湿式阻火稳压装置的结构设计与水封水位高度自动控制设计。装置利用水封原理,稳定输气压力,保障发电机组稳定运行,并能快速释放超压压力,避免泵站“憋压”,另外还具备防止雷击等外界因素导致放散口起火或爆炸的蔓延,提高抽采系统安全性。应用结果表明,瓦斯输送压力稳定,瓦斯发电机组运行高效可靠,机组意外停机时,瓦斯管路聚变压力得到快速释放,不影响瓦斯抽采泵站安全运行,保障了煤矿安全生产。     

顺层抽采钻孔审查系统的开发与应用

针对复杂地质条件下顺层钻孔布孔审查工作中存在的效率低、精度差等问题,设计研发了1套顺层抽采钻孔审查系统。该系统可根据工程平面图模拟煤层真实赋存状态,并对抽采钻孔布孔合理性进行智能评判,巩固了抽采达标评判体系中的薄弱环节。建设煤矿1511采面应用效果表明:系统能准确定位抽采空白带并提出合理的补孔方案,显著提高了工作面瓦斯预抽效果,为规范化、程序化的进行瓦斯治理提供了智能化支撑。     

九里山矿16131工作面穿层钻孔抽采异常现象分析

针对九里山矿16131工作面部分区域瓦斯治理过程中钻孔抽采浓度衰减迅速、抽采效率低的问题,通过现场调研、梳理分析,考察对比了矿井短时间内密集施工抽采钻孔、强化水力冲孔增透措施情况下穿层钻孔抽采浓度变化情况,分析了抽采钻孔大面积串孔漏气抽采异常现象,提出合理安排钻孔施工间隔、控制抽采钻孔冲孔煤量、加强抽采钻孔封孔管理等优化措施,为实现矿井瓦斯抽采、效率的最大化具有一定指导意义。     

云盖山煤矿瓦斯治理钻孔有效抽放半径研究

针对不具备保护层开采条件的煤层,钻孔预抽煤层瓦斯是防治煤与瓦斯突出最有效的措施之一。钻孔有效影响半径是进行抽采方法选择、确定钻孔布置参数以及评价抽采效果的重要依据,钻孔间距过大,抽采范围内容易形成抽采盲区,达不到消突的目的;钻孔间距过小,虽然一定程度上提高抽采率、增大抽采量,但增加了不必要的钻孔布置工程量,容易造成人力和物力的浪费。因此合理有效地施工抽采钻孔对突出煤层进行消突,已成为保安全、促生产过程中不可缺少的重要环节。为避免钻孔设计及施工的盲目性,提高抽采钻孔的利用率及施工速度,对抽采有效影响半径的测试和确定已成为当前的首要工作。     

瓦斯抽采钻孔分等级管控研究

煤矿瓦斯灾害是煤矿安全生产的第一杀手,矿井瓦斯抽采是煤矿瓦斯治理中最有效的手段。瓦斯抽采钻孔施工结束后,需要进行下管、注浆、连抽,钻孔封孔的质量、钻孔内部是否存在塌孔问题以及连接部位有无漏气现象,影响着治理效果。掌握抽采参数,能够及时发现在抽状态的“问题钻孔”,便于对在抽状态的“问题钻孔”采取措施。通过总结在抽钻孔抽采参数规律,将抽采钻孔实行分等级管控,构建了高效有序的钻孔参数测量机制,规范了钻孔瓦斯参数管理,从而识别“问题钻孔”,并采取处理措施,达到钻孔应抽尽抽的目的。     

瓦斯抽采泵站无人值守系统改造设计及应用

根据国家对煤炭行业安全生产要求，结合煤炭行业治理瓦斯智能化建设需求，本文以保德煤矿推进建设“5G+工业互联网”无人化矿井关键技术研发与工程为背景，介绍了保德煤矿瓦斯抽采泵站无人值守系统改造设计,通过现场对原有泵站监控系统以及硬件设施的改造，实践证明无人值守系统的应用实现矿井固定岗位无人值守以自动化控制减少人为操作，大力提高企业安全生产科技保障能力，达到少人则安、无人则安的目的。     

煤矿瓦斯抽采与发电多源监测系统设计

为了解决煤矿瓦斯利用补助资金管理过程中可能存在的数据失真、缺乏监管手段等难题,通过瓦斯赋存动态监测、瓦斯抽采闭环监测、瓦斯发电流量和状态监测研发煤矿瓦斯抽采与发电多源数据监测系统表明,将瓦斯含量测定数据输入基于GIS的瓦斯地质智能分析模块,采用微积分方式得到抽采区块精确的可抽采和剩余瓦斯储量数据;实时监测和采集瓦斯抽采浓度、流量、纯量等参数,通过钻孔工程管控对瓦斯抽采计量进行辅助闭环评估,从中发现有无明显多报、错报事故;系统可经过相邻矿井数据对比、多源数据的关联性特征分析,进行单井瓦斯抽采和发电利用数据异常诊断。系统可为企业瓦斯抽采和发电补助资金的兑现提供依据。     

瓦斯抽采智能控制系统研究

在煤矿瓦斯抽采系统中引入煤层气高效抽采的PLC智能控制技术,通过对瓦斯浓度预设值与传感器实际监测值的比较实现瓦斯抽采管路电动调节阀的智能控制。建立CO、C2H4、O2浓度及环境温度、负压等参数的逻辑控制集合,控制地面抽采泵站等设备的运行状态。通过实验室模拟测试与调试验证了控制系统的可靠性和准确性,能够有效调节瓦斯抽采系统的流量和设备状态。     

贵州省煤矿瓦斯抽采技术装备现状与展望

针对松软低透煤层需应对瓦斯治理问题与如何应用瓦斯抽采装备的科学难题,基于贵州省瓦斯抽采技术装备取得的代表性成果,选取典型矿井介绍了定向和大功率钻机及瓦斯抽采成套附属装备现状,总结概括了其适用条件、使用过程中存在的优缺点,并对瓦斯抽采效果进行了评价。从支管抽采瓦斯浓度、钻孔的孔深、支管抽采瓦斯浓度衰减速度指标侧面反映ZDY-6000LD（F）定向钻机使用效果优于ZDY-4000LR大功率钻机。通过贵州省瓦斯抽采技术装备存在的问题,提出对定向钻机升级改造、随钻测量设备的开发与煤岩智能判别机制分析、定向钻机联合孔代巷技术进行瓦斯抽采研究以及基于钻孔大数据云技术的理论模型等研究方向进行概述,对贵州省煤矿抽采技术与装备发展进行展望。研究为未来矿井工业实现由劳动密集型向智能化、自动化等特点的技术密集型转变提出新的技术路径。