穿层钻孔瓦斯抽采半径研究

煤层瓦斯压力大、渗透率低等因素增加了瓦斯抽采工作的难度。针对煤层群条件下的穿层钻孔布置问题,以山西某矿为例,通过数值模拟,现场测试方法对瓦斯抽采半径与抽采效果进行了研究。运用COMSOL模拟软件,分析了φ75、φ94、φ113 m直径抽采钻孔与30、60、90、120 d抽采时间条件下的瓦斯压力演化规律。结果表明：φ113 mm直径钻孔的抽采效果最好,但考虑成本因素,最终选取瓦斯抽采钻孔直径为φ94 mm,极限抽采时间为120 d。通过压降法现场测定了山西某矿5^#、8^#、12^#煤层的有效抽采半径随时间的演化趋势。经瓦斯抽采效果评判,消除了矿井煤与瓦斯突出危险性。     

基于瓦斯流量法的穿层钻孔抽采影响半径研究

针对贵州万顺煤矿突出煤层特点,为消除 12501 运输巷掘进期间的突出问题,针对钻孔方位角呈扇形、分散角度较小且在应力集中带的情况,通过流量法计算穿层钻孔瓦斯抽采半径,确定合理的钻孔间距。结果表明,12501 运输巷(二段,未压裂区域)在孔口负压不低于 20 k Pa、孔径为 94 mm 的条件下,煤层瓦斯抽采有效半径 r≤2.91(1-e^{-0.083 2t})^0.5,预抽时间分别为 10,20,30,60 d 时,瓦斯抽采有效半径为 1.64,2.36,2.67,2.89,极限有效半径为 2.91 m。     

白坪矿煤层瓦斯钻孔有效抽采半径研究

煤层瓦斯钻孔有效抽采半径的确定对于选择合理的布孔间距和预抽煤层瓦斯具有重要意义,采用相对瓦斯压力指标法对白坪矿二1煤层钻孔的有效抽采半径进行了研究。结果表明:相对瓦斯压力指标法测定煤层瓦斯有效抽采半径是一种有效的方法,并依此确定了白坪矿采用孔径为94 mm、抽采时间3个月时,其有效抽采半径为1.41 m,为抽采钻孔的设计提供了科学依据。     

低透气性煤层底板岩巷穿层钻孔瓦斯抽采技术

为了加大高瓦斯矿井瓦斯治理效果,保证煤巷安全掘进,实现抽掘采平衡,在没有合适条件保护层的情况下,优先采用煤层底板岩巷穿层钻孔预抽瓦斯。赵庄矿1307掘进工作面采用这一方法进行瓦斯预抽,原煤瓦斯含量降低至5.2～7.78m3/t,抽采效果优于顺层钻孔,确保了矿井安全生产。     

滴道盛和矿煤层钻孔瓦斯有效抽采半径研究

为了提高滴道盛和矿30~#工作面瓦斯抽采钻孔间距布置的合理性,优化抽采效果,以钻孔瓦斯自然涌出量为指标,在不同孔间距条件下开展钻孔瓦斯抽采有效半径的测试。结果表明:采用瓦斯流量法对该煤层钻孔瓦斯有效抽采半径进行测试是可行的,抽采60 d时,其有效抽采半径为2.84 m;抽采90~180 d时,有效抽采半径为3.22~3.89 m。     

深部底板穿层钻孔抽采半径优化

为探究深部底板岩巷穿层钻孔合理的抽采半径及布置方式,提出了基于瓦斯含量的抽采半径考察方法;现场考察了原始煤层和底板岩巷上方卸压煤层的抽采半径,卸压煤层不同位置的抽采半径不同,且较原始煤层增大15%~45%。据此提出了穿层钻孔采用非等间距布置的方式,研究成果对加快矿井安全高效生产、采掘接替等均具有十分重要的现实意义,对相似条件突出矿井瓦斯综合防治具有借鉴意义及推广应用前景。     

煤层瓦斯抽采钻孔抽采半径考察技术研究

采用FLAC3D数值模拟软件研究了抽采钻孔周围应力、位移及瓦斯压力的分布特征,并在现场进行了抽采半径的实测,验证了数值模拟结果的正确性。研究表明:采用数值模拟和现场测试相结合的方法,能够方便、快速地确定抽采钻孔的合理布置间距,对节省抽采半径的考察时间和合理布置抽采钻孔有一定的指导意义。     

松软煤层群穿层钻孔全程筛管下放瓦斯抽采技术

针对松软煤层群穿层钻孔施工过程中成孔率低、易塌孔堵塞瓦斯抽采通道、抽采效果差等问题,分析了穿层钻孔全程筛管下放瓦斯抽采技术原理及施工工艺,并在神华宁煤集团石炭井焦煤公司进行了现场试验,结果表明:全程筛管下放瓦斯抽采技术在松软煤层群穿层钻孔中的钻孔施工成孔率达到100%,筛管下放成功率为93%;相比未下放筛管瓦斯抽采技术,单孔平均瓦斯抽采浓度提高了0.2~3.5倍,平均瓦斯抽采流量提高了0.7~7.2倍。该技术在穿层钻孔瓦斯抽采中的应用提高了钻孔成孔率,保证了钻孔瓦斯抽采效果。     

多煤层穿层钻孔瓦斯抽采比例计算方法研究及应用

为了有效地测定多煤层穿层钻孔联合抽采各煤层瓦斯抽采比例,准确掌握瓦斯抽采情况,提出了相应的计算方法,并在青龙煤矿21605底抽巷展开现场试验。计算该试验区域瓦斯抽采比例时,考虑到瓦斯抽采范围近似圆柱形,提出将试验单元内煤炭储量分别与瓦斯抽采前、后瓦斯含量的乘积计算出瓦斯抽采相关量,抽采比例跟该试验单元煤层厚度、瓦斯含量和密度相关。结果表明：采用工程实测方法测定的多煤层瓦斯抽采比例为：M18煤层占46.37%,M17煤层占12.67%,M16占40.94%。试验结果能满足实际工程需要,为青龙煤矿现场瓦斯抽采提供一定指导意义。     

本煤层瓦斯抽放交叉钻孔塑性区分布规律

应用FLAC3D软件,结合Tecplot软件图像处理功能,通过在距交叉点不同距离做切片的方法,研究了交叉钻孔交叉点附近的塑性区分布规律。研究表明:交叉钻孔抽放本煤层瓦斯时,交叉钻孔的塑性区存在相交的情况。塑性区的相交一般是在距交叉点一定距离后才出现的,而且随着距交叉点距离的增加会出现相交区消失的情况。塑性相交区的大小受交叉钻孔之间的高程差和夹角的影响。塑性相交区大小随高程差的增大而减小,塑性相交区大小随夹角的增大而减小。对于九里山矿埋深煤层,交叉钻孔高程差建议小于6倍钻孔直径。     

五轮山煤矿顺层钻孔瓦斯抽采半径研究

以五轮山8~#煤层为研究对象,分别采用含量法与流量法对8~#煤层进行顺层钻孔瓦斯抽采半径测试研究。结果显示,经过5个月的测定,含量法测定的顺层钻孔有效抽采半径为0.31～0.93 m,顺层钻孔抽采影响半径为0.81～1.70 m;流量法测定的顺层钻孔有效抽采半径为0.685～1.002 m。经过综合分析后,最终确定五轮山煤矿8~#煤顺层钻孔的有效抽采半径为1.00 m。     

单一煤层底板巷穿层钻孔预抽煤巷瓦斯条带区域防突技术

为了降低单一突出煤层煤巷掘进突出危险性,研究了运用煤层底板抽放巷穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯为主的区域消突措施,使煤层卸压,瓦斯含量与压力降低,改变煤体应力分布,消除突出危险性。在区域措施效果检验超标的局部地点辅助采用水力冲孔增透措施增加煤层透气性,提高穿层钻孔瓦斯抽放率,实现突出煤层向非突出煤层转化,保证煤巷安全掘进。     

马堡煤矿8号煤瓦斯抽采半径考察研究

针对马堡煤矿8号煤瓦斯含量高、瓦斯抽采率低的问题,提出在8208采煤面实施瓦斯抽采有效半径试验研究,以提高钻孔布置经济性。经考察,拟采用相对压力指标法来确定抽采钻孔的有效半径。通过试验,当抽采时间大于15 d时,抽采有效半径为1.0 m,为8号煤层瓦斯抽采钻孔布置提供了依据。     

突出煤层群底板岩石抽放巷道布置研究

突出煤层采掘前必须经过区域预抽,残余瓦斯压力和瓦斯含量下降到0.74 MPa和8m3/t以下后方可进行采掘。以山西上良煤矿32206工作面为研究背景,对突出煤层群的底板岩石预抽巷道的布置位置进行了研究分析。通过RFPA软件的数值模拟,找出突出煤层群开采过后应力从新分布的情况,在应力影响较小而且距离下层煤距离最近的位置,这样既能保证巷道的维护容易,而且施工的预抽钻孔距离较短,节省成本和时间。     

顺层钻孔瓦斯抽采封孔长度的模拟研究

针对封孔位置及长度的确定问题,通过理论分析和数值模拟的方式,研究巷道周围煤岩体的应力分布,计算巷道塑性区半径和封孔长度的理论公式;通过FLAC~(3D)模拟得出巷道围岩应力分布图确定封孔长度,并与理论计算结果进行比较。结果表明,煤矿井下压裂钻孔的封孔段长度应超过巷道围岩破裂区且到达应力峰值的位置。以平沟煤矿为例,综合理论计算和数值模拟结果得出的合理封孔长度为8 m。     

深部开采高地压煤层钻孔有效抽采半径测定技术研究

为准确测量深部开采高地压煤层瓦斯抽采有效半径,以确定合理的抽采钻孔布置间距,对传统的压降法进行适当改进。采用钻孔布置优化设计及钻孔封孔优化设计相结合的方法进行有效半径的测定。现场实验表明:钻孔瓦斯抽采有效半径与抽采时间相关,随抽采时间增长有效半径逐渐增大。     

钻孔瓦斯抽采半径的确定方法及实践

钻孔瓦斯抽采半径主要与煤层瓦斯含量、透气性系数、抽采钻孔直径及负压、抽采目的和时间等因素有关。传统的抽采半径确定方法对于透气性较好、煤层测压条件较佳时可能得到考察结果,但效率较低;当煤层透气性差时,测定成功率极低,实用性差。为此,在已知煤层瓦斯含量基础上,选用直接测定钻孔瓦斯动态抽采流量,按照抽采目标确定抽采率进而确定钻孔不同抽采时间的抽采半径。实践表明,该方法具有较强的实用性。