近距离突出煤层群上保护层开采瓦斯治理技术

结合青东煤矿上保护层开采条件,采用FLAC3D软件模拟了上保护层开采底板卸压规律。研究结果表明:被保护煤层卸压瓦斯涌出率为30.0%～36.5%;上保护层开采后被保护煤层原始地应力由10.5～10.8 MPa降低为1.0～1.5 MPa;被保护煤层初始卸压位置为工作面回采至40～50m。根据研究结果制定了顶板岩巷穿层钻孔、顺层预抽、顶板高抽巷、上隅角埋管及上保护层回风巷下向穿层增裂钻孔的立体瓦斯治理技术。工程应用表明,卸压瓦斯占工作面瓦斯涌出总量的86.8%,被保护煤层瓦斯涌出率为30.4%,被保护煤层初始卸压位置为工作面回采至40 m位置。     

保护层工作面煤气共采技术实践

通过谢一矿5121B10工作面突出危险性小的B10煤层作为上伏B11b、下伏B9b严重突出危险煤层保护层开采实践,在研究保护层采煤工作面回采瓦斯涌出的基础上,针对邻近层卸压瓦斯涌出量大的实际,对保护层工作面采用沿空膏体快速充填留巷的Y型下行通风方式,研究了本层瓦斯排放和邻近层卸压瓦斯立体抽采方式,考察了保护层开采被保护层煤层膨胀变形率,分析了保护层开采对被保护层的卸压保护效果,考察了保护层工作面瓦斯浓度分布规律及被保护区区域防突措施效果.经考察,保护层工作面回采被保护层卸压及瓦斯抽采效果明显,保证了保护层工作面安全高效回采,实现了邻近层的本质消突,达到了近距离煤层群煤气共采,为矿井区域性瓦斯治理提供了技术依据与支撑,对淮南矿区及其类似条件矿井提供了示范作用.     

下峪口煤矿中近距离上保护层开采试验研究

针对下裕口煤矿开采2#煤层保护下伏严重突出3#煤层的技术问题,以21326工作面作为试验工作面,测试了保护层开采前后被保护3#煤层透气性系数、钻孔瓦斯自然涌出衰减系数等瓦斯参数,测定了保护范围内外瓦斯含量,验证了划定的保护范围合理性,对被保护层工作面区域防突措施进行了效果检验。研究得到:下峪口煤矿上保护层2#煤层开采最大有效保护垂距、被保护3#煤层倾斜上下方、走向方向卸压角、保护范围内的残余瓦斯含量,上保护层开采结合卸压瓦斯抽采的区域防突措施有效。     

多煤层近距离保护层开采瓦斯涌出规律及抽采方案研究

 为确保近距离保护层工作面的生产安全,采用分源预测方法对罗州煤矿首采工作面瓦斯涌出规律进行分析,研究表明本煤层瓦斯涌出占16.9%,上邻近层瓦斯涌出占50.7%,下邻近层瓦斯涌出占32.4%。在此基础上对罗州煤矿瓦斯抽采方案进行优化设计,首采工作面采用本煤层顺层平行斜交钻孔、采空区埋管抽采结合通风稀释瓦斯,上邻近层采用高抽巷抽采环形裂隙圈内高浓度瓦斯,下邻近层采用底板穿层钻孔抽采底臌断裂带和底臌变形带内的卸压解吸瓦斯。通过保护层卸压开采配合卸压瓦斯强化抽采方法,降低了卸压煤层瓦斯含量,消除了被保护层煤与瓦斯突出危险性。     

远距离下保护层开采对上覆煤岩层卸压效果的影响

为探究晋城矿区下保护层开采对上覆岩层卸压效果,综合运用数值模拟和现场实测等手段,并以该矿区开采9号煤层作为3号煤层下保护层为工程背景开展研究。采用数值模拟手段研究下保护层开采上覆煤岩体卸压效果及被保护层煤体膨胀变形规律,并确定有效保护范围。研究结果表明:保护层回采后,上覆煤岩体出现分区卸压效应,卸压效果随与工作面垂直距离增加而降低;被保护层倾向卸压角为63°,走向卸压角为60°;采空区中部被保护层膨胀变形率保持在4‰左右,为稳定卸压区域。现场工业试验后,通过钻孔电视发现被保护层煤体受采动影响产生离层裂隙。煤层瓦斯参数测定发现,被保护层煤体瓦斯含量、瓦斯压力分别降低至开采前50%和60%,表明开采9号煤层作为保护层对上覆3号煤层卸压消突效果显著。     

高位钻孔瓦斯抽放技术理论与实践

工作面回采会导致上覆岩层卸压,并在采空区形成瓦斯流动和运移的“O”形圈裂隙,该处能够长期稳定抽放出瓦斯。通过数值模拟研究,分析、研究和实测了开采11-2煤层对上位12和13-1煤层的卸压效果、开采形成的采空区“O”形的存在位置以及高位钻孔瓦斯抽放的效果,研究表明,开采11-2煤层对12和13-2煤层卸压效果明显,煤层透气性系数增加了2880倍,高位钻孔瓦斯的抽放使13-2煤层瓦斯压力从4．5 MPa下降到0．5 MPa,瓦斯解析速度和钻屑量均处于安全值,确保了13-1煤层的安全开采。     

近距离上保护层开采保护效果考察

为了有效考察潘一矿11518工作面区域瓦斯治理效果,实测被保护区域7-1煤层残余瓦斯压力(含量)、卸压角等参数,分析上保护层保护效果,结果表明:11518工作面开采对下覆7-1煤层走向、倾向上方、倾向下方的卸压保护角分别为58°、76°、77°,被保护层工作面7-1煤层累计预抽卸压瓦斯585.44万m~3,抽采率为78%,经保护卸压抽采后实测残余瓦斯压力为0.20 MPa,残余瓦斯含量为3.48 m~3/t,分别降低90%、58%,保护效果显著。     

煤层瓦斯钻孔卸压抽采试验对比分析研究

在矿井煤层开采体系中为了能够有效地消除煤层瓦斯突出问题,通过对不同瓦斯赋存条件下的煤层进行测定,基于钻孔抽采的方式,通过对淮南部分矿区中的3个工作面中的煤层瓦斯赋存、层间距、煤层倾斜角度、瓦斯压力等进行测定,然后针对所采用的抽采方式所得瓦斯卸压之后的涌出量,对这3个工作面中的煤层抽采方式进行对比分析,并探究出适合于不同煤层条件的瓦斯卸压钻孔条件。     

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。     

保护层开采对被保护层卸压增透的现场应用

宝雨山煤矿二1煤层瓦斯压力大、瓦斯含量高,具有突出危险性。利用开采保护层对二1煤层产生卸压增透作用,在保护层一7煤中的12B06工作面区段平巷中布置穿层钻孔进行抽采卸压瓦斯,通过比较卸压前后二1煤层的各项参数表明,开采保护层和穿层钻孔的抽采使二1煤层消除了突出危险性。