多个可采煤层区域综合防突技术的实践

随着矿区开采深度的增加,煤与瓦斯突出的威胁越来越大。为实现金源煤矿防突的目的,结合金源煤矿煤层与开采特点,分析了区域综合防突措施在该矿实施的可行性,确定了9号煤层采取布置顺层长钻孔预抽煤层瓦斯的防突技术,下部13、15号煤层主要采取在15号煤层底板布置瓦斯抽采巷,实施穿层钻孔预抽煤层瓦斯的防突技术。结果表明:区域综合防突技术防突效果显著,是防治煤与瓦斯突出的根本措施。     

中国煤矿区域性瓦斯治理技术的发展

随着中国煤矿开采深度的增加,煤与瓦斯突出矿井和突出煤层的数量不断增加,以保护层开采及卸压瓦斯抽采技术和强化预抽煤层瓦斯技术为代表的区域性瓦斯治理技术,得到了长足发展.通过中国煤矿煤与瓦斯突出灾害严重性分析,阐述了煤与瓦斯突出灾害区域性治理的必要性,在此基础上分析了中国区域性瓦斯治理技术的发展过程、保护层开采及卸压瓦斯抽采技术和强化预抽煤层瓦斯技术的发展现状,还总结了淮南、淮北、阳泉和沈阳4个矿区区域性瓦斯治理技术的应用实例,最后对中国区域性瓦斯治理技术的应用前景进行了展望.     

中国煤矿区域性瓦斯治理技术的发展

随着中国煤矿开采深度的增加，煤与瓦斯突出矿井和突出煤层的数量不断增加，以保护层开采及卸压瓦斯抽采技术和强化预抽煤层瓦斯技术为代表的区域性瓦斯治理技术，得到了长足发展．通过中国煤矿煤与瓦斯突出灾害严重性分析，阐述了煤与瓦斯突出灾害区域性治理的必要性，在此基础上分析了中国区域性瓦斯治理技术的发展过程、保护层开采及卸压瓦斯抽采技术和强化预抽煤层瓦斯技术的发展现状，还总结了淮南、淮北、阳泉和沈阳4个矿区区域性瓦斯治理技术的应用实例，最后对中国区域性瓦斯治理技术的应用前景进行了展望．     

突出煤层区域性瓦斯治理技术

结合淮南矿区突出煤体综合瓦斯治理情况,提出了突出危险煤层的开采应首选关键层保护开采,实现用非突出煤层来保护突出煤层的效果,弱突出煤层保护强突出煤层;有突出危险的关键保护层开采必须采取以"1面4巷"底板巷穿层钻孔预抽、Y型通风作为区域性瓦斯治理措施。无法实现保护层开采的工作面,采取以顶(底)板巷穿层钻孔预抽为主,辅以地面钻孔及本煤层顺层孔的区域性瓦斯治理措施。形成了整套适合淮南矿区突出煤层区域性瓦斯治理的系统理论与技术体系,逐步实现了瓦斯抽采精细化、规范化、最大化,防突治本。     

古汉山煤矿递推掩护式瓦斯抽采区域防突技术

区域防突措施先行、局部防突措施补充在防治煤与瓦斯突出工作中是大势所趋,焦作矿区为低透气性单一开采严重突出煤层,无保护层可采,区域防突措施只能采用煤层瓦斯预抽方式.根据古汉山矿的开采实践,认为递推掩护式瓦斯抽采区域防突技术成本最低,效果最好.     

马依西保护层开采理论分析及数值模拟研究

煤矿瓦斯事故一直是煤矿事故中死亡人数最多、性质最恶劣的事故.保护层开采是突出矿井开采煤层群,区域性防治瓦斯突出灾害事故的最有效措施.本文在突出煤层群开采过程中采取保护层开采区域性防突技术防治煤与瓦斯突出的理论分析和可行性研究基础上,通过对各煤层的瓦斯赋存特点和煤系地层岩性特征分析,确定保护层;并结合马依西一井保护层选择的关键影响因素分析及其实际情况,通过FLAC3D数值模拟,得出保护层开采过程中上下煤岩体的变形规律.以上理论分析和数值模拟表明,选择5-2煤层作为保护层进行开采,可有效消除上下被保护层的突出危险性,达到区域防突有效治理瓦斯的目的.     

鸟山矿井区域防突设计

为防治矿井的煤与瓦斯突出,设计采用开采保护层和预抽煤层瓦斯等两项区域防突措施进行矿井区域防突设计,其中开采保护层防突措施中明确了保护煤层和被保护煤层,并确定保护范围;预抽煤层瓦斯防突措施中采用井下穿层钻孔预抽方法预抽瓦斯。以上两项区域防突措施在鸟山矿井井下开采得到应用,取得了较好的防突效果。     

非突出煤层升级后的分阶段区域防突措施分析

随着采掘深度的延伸,一缘煤业由高瓦斯矿井升级为煤与瓦斯突出矿井。针对一缘煤业15#煤层的瓦斯赋存规律和采掘情况,制定了一套科学合理、切实可行的区域防突措施实施方案,该方案提出3个阶段的区域防突措施:第1阶段的区域防突措施主要采用顺层钻孔预抽煤巷条带、顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯的方法;第2阶段为通过掘顶底板岩巷预抽煤层瓦斯,主要采用穿层钻孔预抽区段煤层瓦斯、穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯的方法;第3阶段区域防突措施为开采保护层或在开采保护层前提下将预抽煤层瓦斯作为辅助手段结合使用。     

淮北煤田煤与瓦斯突出地质因素分析与防治

分析了影响淮北煤田煤与瓦斯突出的地质因素主要为区域构造、深度、围岩性质、断层、煤层厚度变化、煤层结构变化;提出了适合淮北地质条件的防突措施为地面钻孔预抽突出煤层瓦斯、开采保护层、钻孔超前卸压排放、石门多循环解突揭煤、突出煤层近距离岩巷掘进、立井揭煤等.     

石门揭煤环形闭合底板巷区域防突措施初探

通过分析深井强突出煤层多石门联合揭煤防治煤与瓦斯突出的难点,提出实现突出煤层的本质消突的区域综合防突措施先行、局部综合防突措施补充的两级"四位一体"综合防突对策.根据现场工程地质特点,构建了环形闭合底板巷,保证了大面积预抽穿层钻孔成功实施,形成类似条件下石门揭穿突出煤层区域性措施成功实施的典范,为突出矿井石门揭煤穿层预抽钻孔区域性消突措施的实现提供了一种有效的方法和途径.     

平顶山矿区煤与瓦斯突出的预测及防治

针对平顶山矿区瓦斯赋存的地质条件,论述了地质构造对煤层瓦斯赋存的控制,提出了煤与瓦斯突出的预测及防治措施,即采用掘进工作面防突级管理措施和回采工作面防突措施,根据平顶山矿区的实际情况,对常规的预测方法进行了改进,改进后的措施用于平煤八矿己15－13190等综采工作面,效果良好。     

天然焦型煤矿煤与瓦斯突出危险性区域预测研究

以天然焦型煤矿煤与瓦斯突出危险性问题为研究目标,针对淮北金石矿132采区3#煤层天然焦为对象,采用煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析法和单项指标法对其进行煤与瓦斯突出危险性区域预测。结论表明:132采区开拓前为无突出危险区,并指出了具体区域划分范围。     

艾维尔沟矿区构造及其演化对煤层瓦斯赋存的控制

为了明确构造及其演化对艾维尔沟矿区煤层瓦斯赋存的控制作用,采用现今地应力实测、含煤盆地埋藏史-热史模拟、现场资料统计分析等方法,对矿区地应力状态、含煤地层埋藏史、煤层变质作用、瓦斯生成与散失、煤与瓦斯突出危险性等开展研究。研究表明:艾维尔沟矿区现今地应力状态为构造挤压应力状态,最大主应力方向为NE-SW向;矿区侏罗纪煤系地层主要经历了2个大的演化阶段,第Ⅰ阶段为快速沉降并于晚侏罗世达到最大埋深约4 300 m,煤层受到深成及区域双变质作用,经历最高古地温137~192℃,形成第1次生气高峰;第Ⅱ阶段由于受到燕山运动及喜马拉雅运动构造挤压的影响,煤系地层从晚侏罗世-早白垩世开始发生倾斜并持续抬升剥蚀,煤层快速冷却降温,煤层瓦斯发生逸散;矿区内深成变质及区域热变质作用直接导致了矿区内煤级及瓦斯生成量具有垂向和水平2个梯度,局部差异化构造及演化直接导致了矿区内各矿之间煤层瓦斯保存条件的差异性;受现今构造挤压地应力状态、地质构造及其演化的控制作用,艾维尔沟矿区垂向上向斜轴部(北翼深部)较北翼浅部更具有煤与瓦斯突出危险性,平面上矿区西部2130煤矿地区较中部地区1930煤矿地区更具有煤与瓦斯突出危险性,东部1890煤矿地区次之。     

淮北矿业集团瓦斯灾害治理综述

淮北矿业集团根据不同煤层瓦斯赋存条件,研究了不同的治理方法,建立了复杂地质条件极松软低透气性煤层瓦斯治理模式:采取了地面钻孔预抽技术、开采保护层技术、底板巷道穿层钻孔预抽、六步法多循环石门揭煤技术、高瓦斯弱突出煤层本层解突技术等多种有效措施,并建立瓦斯治理技术规范,实现了高瓦斯突出煤层的安全高效开采.     

淮北矿区构造演化对瓦斯赋存的影响

在分析淮北矿区瓦斯与地质资料的基础上,运用瓦斯赋存构造控制理论,研究了淮北矿区构造及其演化对瓦斯赋存的影响。研究表明:淮北矿区瓦斯赋存严格受构造控制,主要受EW向、NE-NNE向和徐宿弧形构造控制。EW向构造对瓦斯赋存的影响较小;NE-NNE向构造是影响淮北矿区瓦斯赋存的主控构造;徐宿弧形构造(安徽段)对瓦斯赋存的影响呈现出两翼煤与瓦斯突出严重,中部煤层严重风化的特征。     

二道岭矿区煤层煤与瓦斯突出区域预测

根据二道岭矿区实际情况,通过大量数据测试,综合考虑煤体结构特征及瓦斯放散初速度、煤的坚固性系数、煤层瓦斯含量、瓦斯吸附常数及瓦斯压力等瓦斯参数,采用单项指标法、煤层瓦斯含量法及综合指标等方法对各矿井主采煤层进行了煤与瓦斯突出区域预测。预测结果表明：陡崖沟井二1上煤层,哈沙图井二1上、二1煤层,别立沟井二3煤层和八仙井二3煤层的预测工作面为突出危险区。预测结果对于提高各矿井防突措施的有效性和针对性具有一定的参考价值。     

保护层开采与先抽后采的综采面瓦斯涌出规律

为了掌握在开采保护层与抽放煤层瓦斯前提下的瓦斯涌出规律,对南山煤矿盆底区南翼15号突出危险煤层采煤方法和瓦斯治理研究.结果表明,顶分层平均瓦斯涌出量最大,回采期间应采用了边采边抽增加供风等措施防止瓦斯超限;底分层煤层瓦斯涌出量较顶分层少73%,应采取综采放顶煤开采方式;开采高瓦斯突出煤层时,应采用预抽技术结合顶分层保护层开采技术以消除底分层的突出危险;外延面直接采用综采放顶煤开采方式.通过对突出危险区域的预先长期的瓦斯抽放,可以消除其突出危险性,简化生产系统的布置与施工,降低生产成本;采用放顶煤技术.可以降低巷道掘进工程量,利用有限两条巷道进行整个煤层的开采,经济效益更加显著.     

淮北矿业集团瓦斯综合防治体系及实践

针对淮北矿区煤层稳定性差、地质构造复杂、突出矿井多、瓦斯灾害严重的实际问题,提出了从理念、管理、技术、投入和培训等方面构建瓦斯综合防治体系,并在实践中不断创新和完善。采取瓦斯综合防治体系后,淮北矿业集团公司的瓦斯抽采率达到了48%以上,瓦斯超限次数大幅下降;从2004年到2010年,瓦斯利用量从765万m3增加到4 600万m3,年生产原煤从2 151万t增加到3 200万t,百万吨死亡率由0.7降至0.18。     

高、突煤层消突及瓦斯综合治理工作的实践

根据鸡西矿区荣华立井7#煤层存在的突出和高瓦斯特征,采用了分阶段的瓦斯综合治理方法。通过采用保护层开采、本煤层瓦斯预抽、仰角钻孔、高位水平钻孔、低位钻孔、上部采空区贯通钻孔等综合瓦斯治理方法,成功地实现了突出煤层消突、高瓦斯工作面安全回采,实现了安全高效生产。