大直径钻孔“以孔代巷”上隅角瓦斯治理技术研究

为解决综采工作面上隅角瓦斯积聚超限的问题,提出了超大直径钻孔技术来治理采空区上隅角瓦斯超限问题,阐述了超大直径钻孔治理上隅角瓦斯技术原理。以曹家山矿80103工作面为工程背景,采用大直径钻孔瓦斯抽采技术对采空区上隅角瓦斯进行抽采,并利用数值模拟软件对不同抽采负压及钻孔直径下钻孔瓦斯流量进行分析,确定最佳抽采负压为-30kPa,最佳钻孔直径为130mm。确定施工参数后对大直径钻孔抽采瓦斯抽放进行工业化试验发现,当使用大直径钻孔进行上隅角瓦斯抽采时,上隅角瓦斯浓度维持在0.2%,抽放效果较佳。并对其抽采效果进行验证,为矿井地质条件相类似工作面上隅角瓦斯治理提供参考与借鉴。     

马兰矿10706工作面采空区瓦斯治理

针对马兰矿10706工作面上隅角瓦斯浓度高、经常出现瓦斯超限现象,提出采用大直径钻孔抽采采空区瓦斯,通过数值模拟得出大直径钻孔钻孔间距为30 m时,抽采效果较好。现场应用表明:抽采技术实施后,工作面、回风巷及上隅角区域的瓦斯浓度均处于合理范围内,抽采效果良好,为工作面的安全回采提供了保障。     

青龙矿11615工作面高位定向长钻孔瓦斯抽采分析

为解决青龙煤矿11615回采工作面上隅角瓦斯浓度超限难题,结合该工作面实际瓦斯赋存情况,采用高位定向长钻孔瓦斯抽采技术方法开展瓦斯抽采。对比了瓦斯抽采效果与钻孔距回风巷距离远近的关系,研究了瓦斯抽采效果与回采里程的关系,总结了高位定向长钻孔的瓦斯抽采规律。研究结果表明：回采过程中,通过高位定向长钻孔抽采采空区上覆岩层瓦斯,回采工作面上隅角瓦斯浓度降低到0.25～0.35%,解决了该采空区上隅角瓦斯浓度超限问题;钻孔距回风巷距离为40 m时,抽采瓦斯浓度基本稳定在18.5%左右,抽采效果最佳;随着回采里程的增加,钻孔抽采效果呈上升趋势,但在抽采末期有所下降;说明高位定向长钻孔对降低采空区及回采工作面上隅角瓦斯发挥了一定作用,提高了回采过程中瓦斯治理效率。     

综放工作面采空区瓦斯高效立体化抽采设计及应用

针对高瓦斯矿井U型通风方式回采工作面上隅角瓦斯易超限问题,采用数值模拟与现场试验相结合的研究方法,对采空区立体化瓦斯抽采措施的工作面上隅角瓦斯治理效果进行研究。以晋煤集团成庄煤矿4312综放工作面为研究对象,通过数值模拟优选出高效瓦斯抽采措施,建立了"高位钻孔+采空区联络巷埋管"采空区立体化瓦斯抽采体系,通过数值模拟手段预测得到采取该抽采措施体系后工作面上隅角瓦斯浓度最大值降低至0. 42%,该抽采措施体系的现场应用中工作面上隅角实测瓦斯浓度处于0. 30%～0. 45%之间,现场应用效果验证了数值模拟结果的正确性。研究结果表明,采空区瓦斯立体化高效抽采措施能够治理高瓦斯矿井回采工作面U型通风方式下上隅角瓦斯超限难题。     

梁北煤矿定向高位长钻孔瓦斯抽采技术研究

采空区瓦斯涌入工作面易造成瓦斯超限，在特定条件下甚至会引发瓦斯爆炸，威胁煤矿安全高效生产。梁北煤矿在采用传统抽采方式治理采空区瓦斯时，存在成本高、抽采效率低、影响生产接替等问题。为此，结合矿井开采及地质条件，利用定向钻孔能精准控制钻孔轨迹、使钻孔有效延伸至裂隙带指定层位的特点，在32051工作面设计施工2个定向高位钻孔抽采工作面采空区瓦斯，同时对实际钻孔轨迹和瓦斯抽采效果进行分析评价。研究结果表明，钻孔瓦斯抽采浓度3.3%～18.6%,瓦斯抽采纯量0.11～0.49 m³/min,回采工作面上隅角瓦斯浓度由原来的0.3%～0.4%降低至0.1%以下。该技术降低了工作面上隅角瓦斯浓度，提高了抽采效率与瓦斯抽采钻孔的经济性，促进了煤矿安全高效开采。     

青龙煤矿11615工作面高位定向长钻孔瓦斯抽采分析

为解决青龙煤矿11615回采工作面上隅角瓦斯浓度超限难题,结合该工作面实际瓦斯赋存情况,采用高位定向长钻孔瓦斯抽采技术方法开展瓦斯抽采。对比了瓦斯抽采效果与钻孔距回风巷距离远近的关系,研究了瓦斯抽采效果与回采里程的关系,总结了高位定向长钻孔的瓦斯抽采规律。研究结果表明:回采过程中,通过高位定向长钻孔抽采采空区上覆岩层瓦斯,回采工作面上隅角瓦斯浓度降低到0.25%～0.35%,解决了该采空区上隅角瓦斯浓度超限问题;钻孔距回风巷距离为40m时,抽采瓦斯浓度基本稳定在18.5%左右,抽采效果最佳;随着回采里程的增加,钻孔抽采效果呈上升趋势,但在抽采末期有所下降。说明高位定向长钻孔对降低采空区及回采工作面上隅角瓦斯发挥了一定作用,提高了回采过程中瓦斯治理效率。     

大直径钻孔瓦斯抽采技术在高瓦斯矿井中的应用

针对新村煤矿开采的3号煤层综采工作面采空区内瓦斯集中涌出量大、上隅角瓦斯高、治理难度大等问题,对3号煤层瓦斯分布规律及抽采可行性进行研究分析,提出大直径钻孔瓦斯抽采技术治理工作面上隅角采空区瓦斯,并制定大直径抽采钻孔施工方案.现场应用效果表明:大直径钻孔抽采瓦斯浓度达到2％以上,工作面回采期间上隅角瓦斯浓度控制在0.1...     

神东矿区综采工作面上隅角瓦斯治理技术研究

为了解决神东矿区北部区低瓦斯矿井综采面上隅角瓦斯超限难题，保证综采工作面上隅角气体正常，采取多种形式瓦斯抽采治理技术，主要包含上隅角插管抽放、采空区密闭插管抽放和采空区钻孔埋管抽放工艺，瓦斯抽采率达到45%～64%,取得了很好的抽采效果，实现了对上隅角气体的有效管控。在抽采工艺应用过程中，优化了瓦斯抽放硐室设计，丰富了管路布置方式，同时配合采取辅助控制技术，工作面回采期间回风隅角瓦斯浓度显著降低，解决了综采工作面回采期间回风隅角瓦斯局部积聚超限的现场难题。     

综采面采空区大孔径瓦斯抽采技术应用

为解决南凹寺煤业有限公司30401工作面采空区及回风隅角瓦斯浓度超限问题,决定采用大孔径瓦斯抽采技术;方案设计中钻孔间距为10 m,孔深35 m,共施工37个钻孔;应用表明,大孔径瓦斯抽采技术能够将采空区瓦斯及时抽出,工作面上隅角瓦斯浓度大幅降低,实测最低0.25％,最高不超过0.6％;工作面采空区和回风隅角瓦斯超限难题得到解决.     

放顶煤工作面以孔代巷抽采管路连接方式优化研究

为解决放顶煤工作面生产期间上隅角瓦斯治理难题,提出采用大直径钻孔代替联络巷的方法抽采放顶煤工作面上隅角的瓦斯。通过Fluent软件模拟腾晖煤业2-105放顶煤工作面自然情况下采空区瓦斯浓度分布规律及不同管路连接方式对采空区瓦斯浓度分布规律的影响,确定合理的抽采管路连接方式。模拟结果表明:横向大直径钻孔可代替联络巷治理高瓦斯放顶煤工作面上隅角瓦斯问题;当抽采管路采用双孔双管路的连接方式时,上隅角的瓦斯体积分数为0.25%,瓦斯抽采效果最好。现场应用结果表明:1～6组大直径钻孔抽采纯量可达到的最大值分别为1.05、1.11、1.03、1.06、1.08、1.04 m~3/min,满足霍州煤电集团腾晖煤业有限责任公司对上隅角瓦斯治理的预期要求;大直径钻孔抽采过程中上隅角瓦斯浓度均在可控范围内,上隅角瓦斯体积分数为0.32%～0.74%,当钻孔距离工作面20～25 m时,处于大直径钻孔对上隅角控制的薄弱时期,上隅角的瓦斯体积分数达到的最大值为0.74%;"以孔代巷"抽采技术可有效解决高瓦斯放顶煤工作面存在的瓦斯治理难题。     

综采工作面瓦斯抽采技术应用

针对高瓦斯煤层综采工作面上隅角与采空区瓦斯积聚问题,以腾晖煤业2-100工作面为研究对象,设计采用低位大直径钻孔抽采、上隅角插管抽采和高位钻孔抽采工艺对工作面进行瓦斯抽放。采用该工艺后,在2-100工作面回采过程中,积聚在上隅角与采空区的游离瓦斯得到有效释放,未出现回风流和上隅角瓦斯超限现象。     

大直径钻孔“以孔代巷”上隅角瓦斯治理参数优化及应用

为解决回采工作面上隅角瓦斯超限问题,提出大直径钻孔"以孔代巷"上隅角瓦斯抽采技术,应用数值模拟方法,对大直径钻孔参数进行了优化,确定了最优孔径、孔距和终孔位置。大直径钻孔"以孔代巷"上隅角瓦斯抽采技术在西曲矿18401工作面现场应用效果表明:大直径钻孔间距为5 m、孔径为350mm及钻孔终孔位置至顶板距离为0.3m时,上隅角瓦斯浓度降至最低,抽采效果最佳;与施工高抽巷抽采进行瓦斯抽采相比,大直径钻孔"以孔代巷"上隅角瓦斯抽采技术施工难度低速度快,成本降低85.79%;工作面回采过程中,上隅角瓦斯浓度均保持在0.2%以下,有效解决了采煤工作面上隅角瓦斯易于集聚的难题,保障了工作面的安全生产。     

马兰矿综采工作面上隅角瓦斯治理抽采措施研究

针对马兰矿工作面瓦斯含量较高、突出危险的工作面条件,分析了上隅角瓦斯抽采机理,主要由于“U”型通风系统风流及压差作用瓦斯在工作面上隅角形成了聚集,上隅角极易发生瓦斯超限及瓦斯积聚事故;在工作面除采取封堵切眼进、回风隅角、控制采空区悬顶面积等固有手段治理上隅角瓦斯外,重点针对上隅角瓦斯抽放采取高抽巷抽采、瓦斯抽放巷裂隙带抽采、瓦斯抽放巷大直径钻孔抽采、上隅角悬管抽采等综合措施治理上隅角瓦斯,并确定了各治理方案的具体技术参数。最后在马兰矿工作面进行了实践应用,由工作面现场数据分析可知瓦斯浓度保持在0.3%～0.6%,保障了工作面的安全生产,为相关地质条件的采煤工作面上隅角瓦斯治理提供参考。     

五虎山煤矿010910工作面下隅角瓦斯治理

针对五虎山煤矿010910工作面下行通风条件下,现有瓦斯治理技术对采空区瓦斯治理不彻底,造成工作面下隅角瓦斯频繁超限的问题,在分析了工作面瓦斯涌出来源及下隅角超限原因的基础上,选取大直径钻孔抽采、高位钻孔抽采等瓦斯治理技术,解决了工作面下隅角瓦斯超限问题,确保了该工作面的安全高效回采。     

基于裂隙带分布规律的采空区瓦斯抽采技术

回采工作面上隅角瓦斯超限是瓦斯治理工作的重点。本文在对南凹寺矿30405上分层回采工作面采空区顶板岩层三带高度进行计算的基础上,对回风巷高位钻孔布置方案进行优化设计,将高位钻孔布置在采空区顶板裂隙区内。抽采钻孔在近一个月内能保持较高的抽采浓度和抽采纯量,能有效截流和较长时间的抽采采空区瓦斯,解决了高瓦斯矿井综采工作面上隅区瓦斯浓度超限问题。     

煤层大直径钻孔瓦斯治理技术研究与应用

针对王坡煤矿横川埋管工程量大和周期长、回采期间横川密闭墙维护成本高以及上隅角瓦斯超限严重等问题,提出了施工煤层大直径钻孔瓦斯治理技术,研究了钻孔参数设计、钻进、下管、封孔、管路连接、抽采等工艺流程,并在3310工作面进行了试验。结果表明：回采期间上隅角瓦斯控制在0.19%～0.61%,钻孔抽采浓度提高1.2倍,抽采支管平均浓度6.85%,抽采纯量达10.27m/min,工期减少23.53%,用工数减少30.57%,煤层大直径钻孔瓦斯治理技术,工艺简单,成孔速度快、效率高,有效解决了上隅角瓦斯超限问题,对回采期间工作面瓦斯综合治理具有借鉴意义。     

采空区瓦斯分布数值分析及高位钻孔抽放技术应用

针对回采工作面采空区瓦斯涌出及上隅角瓦斯超限问题,以演马矿27131工作面为研究对象,运用数值模拟手段,分析了采空区瓦斯分布规律,探讨了工作面上隅角瓦斯超限原因,并在此基础上提出采用高位钻孔抽放技术进行治理,使采面上隅角及回风流瓦斯浓度得到了有效控制。     

寺河矿二号井顶板走向高位钻孔抽采技术应用研究

采煤工作面推进过程中因采空区及邻近层瓦斯涌出量大,易造成工作面上隅角发生瓦斯超限问题,寺河矿二号井通过采用顶板高位钻孔抽采瓦斯的方法,在采煤工作面回风巷实施了高位钻孔并对钻孔参数、封孔工艺、层位确定等进行了优化。结果表明,采用顶板高位钻孔的方法实现了采空区和邻近层瓦斯的有效抽采,成功解决了采煤工作面上隅角瓦斯超限的问题,为矿井安全高效生产提供了保证。     

高位巷与大直径水平长钻孔抽采采空区瓦斯效果对比分析

针对高位钻孔有效抽采周期短、高位巷实施工程量大,提出大直径水平长钻孔代替高位巷抽采采空区瓦斯,因此对高位巷与大直径水平长钻抽采采空区瓦斯时的抽采纯量与抽采混量、采空区瓦斯浓度分布以及工作面上隅角瓦斯浓度分布进行数值模拟。分析模拟结果得到:增加钻孔抽采负压,可利用大直径长钻孔代替高位巷治理上隅角瓦斯。     

外错下分层综采工作面上隅角瓦斯治理技术研究

为解决岳城煤矿3#煤层下分层工作面回采过程中上隅角瓦斯超限问题,岳城煤矿在Ⅲ1210回风巷施工顶板走向高位钻孔,对上隅角采空区瓦斯进行集中抽采,解决Ⅲ1305下工作面上隅角瓦斯超限问题。试验结果表明:Ⅲ1210巷顶板走向高位钻孔实施后,有效抑制了采空区瓦斯向上隅角涌出,采空区瓦斯涌出量占工作面瓦斯涌出总量比例由55%～65%降至20%～30%。