基于应力分带特征的顺层钻孔合理封孔深度研究

煤层瓦斯抽采钻孔合理封孔深度的确定是保证钻孔严密封孔、提高瓦斯抽采效果的关键技术。为确定白龙山煤矿一井C2煤层顺层钻孔的合理封孔深度,以煤巷掘进工作面钻屑瓦斯解吸指标K1值和钻屑量S值为基础数据,开展基于应力分带特征的顺层钻孔合理封孔深度研究并进行现场试验,结果表明:C2煤层煤巷掘进工作面巷帮0~3 m为卸压带,3~7 m为集中应力带,7 m以深为原始应力带;C2煤层煤巷掘进工作面顺层钻孔合理封孔深度应在7 m以上;试验钻孔瓦斯抽采浓度为9%~45%,平均为27%,瓦斯抽采浓度提高1.8~5.6倍;钻孔抽采负压为14~16 k Pa,抽采负压提高1.7~2.0倍,效果明显。     

抽采钻孔合理封孔深度的综合确定

为了提高抽采钻孔封孔质量,采用卸压瓦斯带宽度理论计算、钻孔探测仪窥视煤巷和岩巷塑性区分布范围、钻屑量法分析煤体内的应力分布状态等对瓦斯抽采钻孔合理封孔深度进行研究。结果表明:穿层钻孔封孔长度应大于3.8 m,取值6.5 m;顺层钻孔封孔长度应大于9.55 m,小于14 m,取值11 m。合理的封孔深度在瓦斯抽采应用过程中达到预期的效果。     

顺层钻孔确定合理封孔深度方法研究

确定合理的封孔深度是保障抽采钻孔封孔质量的重要环节之一,也是提高瓦斯抽采效率的关键。根据李雅庄煤矿煤层条件及应力分布情况,基于钻屑量和钻屑瓦斯解析指标方法,确定巷道周围松动圈范围并得出顺层钻孔合理封孔深度范围。通过现场实测数据和不同封孔深度的抽采效果验证表明,顺层瓦斯抽采钻孔封孔深度必须超过应力集中带,最后确定李雅庄煤矿顺层钻孔合理封孔深度为12 m,此时单孔初始瓦斯抽采浓度提高1倍以上,大幅提高钻孔封孔质量和单孔瓦斯抽采效果,为实现瓦斯高效抽放奠定了坚实基础。     

顺层钻孔瓦斯抽采合理封孔深度

为确定顺层钻孔瓦斯抽采合理封孔深度,基于实际地质条件,运用理论分析、数值模拟和现场试验相结合的方法,对薛湖煤矿2306运输巷侧帮卸压带范围及合理顺层钻孔瓦斯抽采封孔深度进行研究.研究结果表明:钻孔初始瓦斯流量与地应力、钻孔直径、钻进深度、钻进时间、煤体的物理性质以及瓦斯压力梯度密切相关,且当钻进方式和煤层确定时,影响钻...     

土城矿顺层抽采钻孔合理封孔深度研究

瓦斯抽采钻孔封孔深度对煤层瓦斯抽采效果起着至关重要的作用。针对目前矿井普遍利用经验法确定顺层瓦斯抽采钻孔封孔深度存在的不足,采用数值模拟、钻屑法及封孔质量仪对巷道围岩应力增高带长度进行研究,进而综合确定顺层钻孔的合理封孔深度,并在土城矿21126工作面试验区域进行现场应用。研究结果表明:利用该方法确定土城矿21126工作面合理封孔深度应为20 m,新实施钻孔组抽采3个月其平均瓦斯抽采浓度为矿井原抽采钻孔组的2.21倍,显著提高了顺层钻孔的抽采效率。     

基于钻屑法顺层钻孔合理封孔深度的研究

为了确定瓦斯抽采中顺层钻孔的封孔深度,基于一系列假设建立钻孔附近瓦斯流动模型,通过理论分析得出合理封孔深度介于围岩的破裂区和塑性区的2个边界之间。通过对钻屑量与煤岩体所受应力关系的分析,可采用钻屑量法确定围岩的应力状态,即可确定顺层钻孔的封孔深度。用工业试验的方法,以钻屑量和钻进过程中出现的动力现象作为指标,可以得出车集矿2705工作面顺层钻孔的合理封孔深度为6~10 m。     

首山一矿顺层抽采钻孔合理封孔深度研究

为了提高首山一矿顺层钻孔瓦斯抽采效率,基于合理封孔深度的重要性,结合巷道应力分布状态,分别采用数值模拟和钻屑法对合理封孔深度进行了研究。通过现场验证,封孔深度为8-10 m抽采效果最好,证明通过数值模拟和钻屑法确定的合理封孔深度可以满足现场封孔需要。     

钻屑指标在确定本煤层钻孔瓦斯抽采合理封孔深度中的应用

为了提高本煤层钻孔瓦斯抽采效率,基于合理封孔深度对瓦斯抽采的重要性,以冯营矿二1煤层为例,探讨了钻屑指标的影响参数,从煤层巷道"三带"角度分析了合理封孔深度的范围。基于钻屑指标与地应力间的关系,通过数据分析确定出冯营矿合理封孔深度为16m,并在现场布置封孔深度分别为12m,16m,18m,22m的钻孔进行抽采效果考察,结果表明:16m,18m,22m封孔深度的钻孔抽采浓度明显高于封孔深度为12m的钻孔抽采浓度,16m封孔深度最为合理。该方法既可以保证瓦斯高效抽采,又可为其他矿井运用该指标确定本煤层合理封孔深度提供借鉴和参考。     

巷帮“三带”分布与顺层钻孔封孔深度研究

为了提高玉溪煤矿顺层钻孔瓦斯抽采浓度及抽采效率，基于合理封孔深度的重要性，根据玉溪煤矿现场测定条件，采用测定瓦斯含量法研究巷道“三带”分布规律，确定巷道周围松动圈范围并得出顺层钻孔合理封孔深度范围。通过现场抽采效果验证，证明顺层瓦斯抽采钻孔合理封孔深度应该超过集中应力带应力峰值点，最后确定玉溪煤矿顺层钻孔合理封孔深度为12.5m，大幅度提高了瓦斯的抽采浓度，延长了抽放衰减周期，为煤层瓦斯长时间预抽提供了技术支撑，实现了矿井高浓度瓦斯的稳定利用，增加了安全保障，创造了经济效益。     

基于掘进工作面应力分布的顺层抽放钻孔封孔深度研究

为提高煤矿井下瓦斯抽放时效性,基于对掘进工作面煤体应力分布的定性分析及理论求解与现场实测相结合的定量分析,研究了某矿掘进工作面应力分布特征。结合顺层瓦斯抽采钻孔封孔深度确定原则,最终确定了某矿掘进工作面顺层瓦斯抽采钻孔合理封孔深度,研究结论可有效指导煤矿井下瓦斯抽采工作。     

穿层钻孔封孔深度与封孔工艺优化研究

为提高穿层钻孔瓦斯抽采效率,以鹤煤中泰矿4201底抽巷瓦斯抽采工程为背景,采用力学模型理论分析与RFPA^2D数值模拟相结合的方法,通过对底抽巷围岩的应力变化规律及塑性区分布特征进行研究,确定4201底抽巷穿层钻孔合理封孔深度为8.25 m.对径向强力膨胀法封孔工艺进行优化改进和现场对比试验,结果表明,优化后的封孔工艺比原封孔工艺的平均瓦斯抽采浓度提高0.68倍,证明了穿层钻孔封孔深度的合理性和优化后封孔工艺的有效性。     

麦地掌煤矿2#煤层顺层瓦斯抽采钻孔合理封孔深度确定

为了提高麦地掌煤矿2#煤层顺层钻孔瓦斯抽采浓度及抽采效率,确定合理的封孔深度是非常重要的环节,顺层瓦斯抽采钻孔合理封孔深度应该超过集中应力带应力峰值点.通过综合对比应力峰值点附近不同封孔深度钻孔瓦斯抽采浓度,最后确定2#煤层顺层钻孔合理封孔深度为16 m,提高了瓦斯的抽采浓度,延长了抽采衰减周期,为2#煤层瓦斯长时间预...     

大断面煤层巷道瓦斯抽采钻孔合理封孔深度研究

根据赵固二矿二1煤层的物理力学参数,利用FLAC3D数值模拟软件模拟巷道开挖后所受到的力学状态,根据钻屑量和钻屑瓦斯解吸量现场实测的数据,确定出巷道的卸压带、应力集中带和原始应力带。通过不同封孔深度的抽采效果验证,得出瓦斯抽采钻孔封孔深度必须超过应力集中带,最后确定合理封孔深度为13m。     

本煤层瓦斯抽采钻孔合理封孔深度研究与应用

瓦斯抽放钻孔的封孔深度直接影响抽放效果,合理封孔深度确定的原则就是要最大限度抽出煤体中赋存的瓦斯,提高抽采浓度,避免封孔材料的浪费,同时有利于煤体的卸压。通过现场实测钻屑质量以及打钻过程中的动力现象,确定煤体的应力分布,通过测试不同封孔深度下的抽采瓦斯浓度,确定了瓦斯抽采钻孔合理封孔深度。应用表明:平煤四矿己₁₅-23130回风巷道的合理封孔深度为9～12 m。     

煤矿穿层钻孔封孔位置选择的数值模拟研究

利用数值模拟软件FLAC3D对平煤十矿己15-24080采煤工作面底抽巷钻孔封孔位置进行了数值模拟研究,并在底抽巷垂直方向上布置一系列的应力监测点,进而绘制了底抽巷围岩应力变化曲线图。通过绘制的曲线图结合底抽巷围岩应力分布云图,确定出钻孔的封孔深度,即穿层钻孔封孔深度10 m。按照煤矿打钻封孔的具体要求封孔。选择3组钻孔抽采的平均瓦斯浓度进行分析,得出该封孔位置能够取得较好的抽采效果,抽采30 d后,平均抽采瓦斯浓度最低能够达到65%。     

新义矿顺层抽采钻孔合理封孔深度确定和应用

为了确定新义矿顺层抽采钻孔的合理封孔深度,在利用瓦斯解吸指标确定的卸压带宽度的基础上,在原始煤体区布置4组不同封孔深度条件下的试验钻孔,并在试验钻孔抽采不同天数时,使用抽采状态下孔内参数定点测量装置测定孔内4个特征点的瓦斯浓度和负压,分析钻孔轴向瓦斯运移规律;最后通过计算相邻特征点之间的漏气量比例大小,直观的反映出钻孔的漏气区域,综合分析确定了新义矿顺层抽采钻孔的合理封孔深度。通过在新义矿的现场应用表明,该封孔深度是可靠的,可以提高预抽瓦斯的浓度,保证较高的瓦斯抽采效率。     

基于钻屑量法的煤巷松动圈范围研究

煤巷松动圈测试是确定瓦斯抽采钻孔始封深度、保证钻孔密封效果的关键,目前所用松动圈测试技术存在操作设备价格昂贵、测试过程相对复杂的不足。针对该问题,采用数值模拟手段分析了煤巷松动圈形状及分布特征;在此基础上,利用钻屑量法对试验工作面的煤巷松动圈进行了测试,根据不同钻孔施工过程中每米钻屑量的变化特征,确定出试验工作面煤巷松动圈的范围为8 m;最后,为了确保试验矿井瓦斯抽采效果,提出瓦斯抽采钻孔始封深度应不小于煤巷松动圈范围。研究成果对指导煤矿瓦斯抽采工作有积极意义。     

顺层钻孔钻屑回填封孔技术探索

顺层钻孔预抽煤层瓦斯是瓦斯治理的主要手段,而钻孔的封孔质量直接决定了钻孔抽采浓度,影响瓦斯抽采效率。为了降低封孔成本,余吾煤业公司创新性地提出了以煤封煤的封孔理念,即以打钻产生的钻屑为主要封孔原料,辅以适量的水泥添加剂配制成封孔材料,利用布囊两堵一注带压封孔工艺,在余吾煤业N1101工作面进行了钻屑回填封孔技术的探索。通过地面与井下试验,确定了钻屑与水泥添加剂的合理配比、筛选钻屑的粒径范围、封孔注浆的工艺参数,得出了钻屑回填封孔的封孔效果。     

基于钻屑理论的抽采钻孔合理封孔深度研究

为了准确确定瓦斯抽采钻孔的合理封孔深度,从巷道"三带"的角度分析了合理封孔深度的范围,并从钻屑量指标理论的角度探讨了钻屑量的影响因素。根据钻屑量与地应力的关系,基于黄岩汇矿的现场实际,通过计算钻屑量的变化规律,并结合FLAC3D数值模拟软件,确定出试验区所在埋深的煤层合理封孔深度为8.5~13 m;经现场试验验证了合理封孔深度的准确性。     

瓦斯抽采钻孔合理封孔长度研究

针对煤矿巷道开挖之后,巷道围岩一定范围内为应力降低区(即巷道松动区),高突矿井进行瓦斯抽采钻孔封孔时,封孔段如果处在松动区范围,巷道内的空气会通过围岩裂隙进入抽采管,导致抽采浓度偏低的问题,运用FLAC~(3D)数值模拟和钻屑量法对巷道围岩应力分布进行了研究,进而确定瓦斯抽采钻孔合理封孔长度。