瓦斯抽采钻孔“一堵一注”封孔工艺研究及应用

正瓦斯抽采是矿井瓦斯治理的主要手段,但是,在瓦斯抽采过程中,往往出现瓦斯抽采浓度低,抽采效果差,预抽时间长等问题。瓦斯抽采效果受到多种因素的影响,其中抽采钻孔的封孔工艺和封孔质量是关键。目前,国内外瓦斯抽采钻孔封孔技术主要有黄泥封孔、聚氨酯封孔、树脂锚固剂封孔、胶囊封孔器封孔、注浆封孔等。这些封孔技术在现场应用中取得了较好的效果,但也存在一些问题。如黄泥浆封孔的作业时间长,劳动强     

青龙煤矿囊袋式封孔技术的应用研究

瓦斯抽采是煤矿瓦斯防治的主要技术手段,而煤矿井下瓦斯抽采效果在一定程度上取决于抽采钻孔的封孔质量,针对青龙煤矿目前马丽散封孔技术存在的瓦斯抽采浓度低、纯量小、不稳定等问题,在11808工作面轨道巷,本文开展了囊袋式封孔与马丽散封孔方法的对比试验研究。结果表明：采用囊袋式封孔的钻孔,其初始最高瓦斯抽采浓度为82%,最低为38%;而马丽散封孔的钻孔,其初始抽采浓度最高为50%,最低为10%;同使用马丽散封孔相比,囊袋式封孔的钻孔抽采浓度平均高20%左右,钻孔瓦斯抽采浓度衰减速度慢,服务周期长。“两堵一注”囊袋封孔技术的应用大大提高了青龙煤矿的瓦斯抽采效果,为类似矿井抽采钻孔的封闭工作提供了技术经验。     

基于两堵两注瓦斯抽采钻孔封孔参数选取方法研究与应用

针对瓦斯抽采钻孔抽采浓度低、衰减速度快、串孔漏气等问题,以巷道预排瓦斯等值宽度、采空区卸压带宽度等基础数据,结合巷道支护范围,确定了钻孔封孔两段封堵段位置、筛管位置以及中间注浆段长度等参数,经过地面模拟钻孔封孔试验,合理选择了注浆压力不小于1.5MPa、稳压时间不小于1min,形成封孔技术标准,有效指导矿井封孔技术参数选取和过程管理。     

空气动力清渣排水装置在下行钻孔中的应用

为提高下行抽采钻孔封孔质量,保证区域瓦斯治理效果,本文针对下行抽采钻孔成孔后存在的孔底积渣多、封孔器囊袋不能下至指定位置,以及钻孔内存在积水、封孔效果差等问题,研制基于压缩空气为动力的气举反循环清渣装置和潜入式排水器,进行现场工业应用试验。     

底板瓦斯抽采巷抽采衰减规律研究

针对底板瓦斯抽采巷抽采钻孔漏气现象普遍、瓦斯浓度不高的问题,通过分析瓦斯渗流规律,优化抽采钻孔封孔工艺、抽采负压刻不容缓。经现场试验,优化后的封孔工艺,在55kPa的抽采负压下孔口未漏气。抽采前15天,35kPa的抽采负压即能克服瓦斯运移阻力;抽采后期,加大抽采负压至51kPa后,抽采浓度明显提升,抽采纯量没有明显提升,抽采负压需克服的远端瓦斯运移阻力越来越大,为同类矿井优化抽采系统提供了参考。     

煤矿瓦斯抽采定向长钻孔高效成孔工艺研究

定向长钻孔瓦斯抽采工艺在煤矿井下的应用,有效解决了矿井瓦斯治理以及生产接续的难题,为煤矿井下安全作业奠定了基础。本文分析了煤矿瓦斯抽采定向长钻孔工艺的优越性,在此基础上对定向长钻孔高效成孔工艺及瓦斯抽采效果进行研究。     

穿层钻孔“两堵两注”通管直连抽放工艺研究

煤与瓦斯突出矿井在瓦斯抽采过程中,个别钻孔封孔质量差和钻孔漏气点多,抽放浓度低,流量衰减快,通过推广“两堵两注”+通管直连抽放工艺,有效充填巷道掘进后发育的岩石裂隙和减少漏气点,提高了穿层钻孔的抽放效果。     

井下长距离水平定向钻孔内下套管瓦斯抽采技术的应用

通过总结井下瓦斯抽采钻孔抽采效果及相应工艺,提出并实施一种新的井下瓦斯抽采技术及工艺,即井下长距离水平定向钻孔内下套管瓦斯抽采技术。该技术集松软煤层成井、定向钻进、孔内下入玻璃钢筛管及控压抽采于一体,实现了松软煤层中大孔径、长距离钻孔成孔。孔内下入玻璃钢筛管,有效保护了瓦斯抽采通道,延长钻孔使用寿命,可达到高效预抽的目的,解决了煤矿以往瓦斯抽采效率低的困难局面,为矿井安全生产提供可靠保障。亦为贵州及西南地区由于地形条件的制约而难以实施地面瓦斯治理手段的高突矿井提供了一种全新的瓦斯治理思路。     

三交一号矿井瓦斯抽采钻孔支护封孔研究

本文通过研究三交一号矿井4#煤层瓦斯抽采钻孔的各种参数和力学性能,得出了钻孔主动支护力与钻孔塑性变形区曲线关系。通过钻孔带压封孔保证了抽采钻孔周围的力学稳定,为煤层瓦斯预抽奠定了理论基础。     

瓦斯治理创新模式与实践

在煤炭行业中,瓦斯治理是比较突出的问题。瓦斯在钻探中定位不准、封孔质量低、管理积水等问题,都成为煤炭生产中较大的安全隐患。因此,需要分析总结这些问题,实施瓦斯治理创新模式管理。实践表明,实施瓦斯治理创新模式管理能够减少钻孔的数量,有效提升钻孔质量和瓦斯抽采效果,降低瓦斯治理的经济成本,提升煤炭行业的生产安全水平。     

深孔预裂爆破技术对瓦斯抽采半径影响研究

针对文家坝煤矿A110605工作面的瓦斯抽采问题，采用COMSOL软件模拟了深孔预裂爆破的影响范围，以残余瓦斯含量为指标，分析了深孔预裂爆破对瓦斯抽采半径的影响，研究结果表明：双孔预裂爆破的有效影响范围是单孔爆破的2.5倍；双孔预裂爆破将6#煤层的抽采半径提高了约7倍，单孔爆破使钻孔的抽采浓度增加了2倍，双孔爆破使钻孔的抽采浓度增加了2.17倍，增透效果明显提高。     

穿层钻孔抽采半径的测定及应用

穿层钻孔抽采半径对确保钻孔设计、施工的准确性与合理性,提高抽采钻孔施工效率及利用量具有重要意义。顺和煤矿采用相对压力降低法,通过严格的钻孔施工、封孔、压力观测,并经深入的数据分析,确定了穿层钻孔抽采半径,为矿井瓦斯治理提供了重要依据。     

围岩松动圈测定在抽放钻孔封孔参数上的应用

为了更准确掌握煤矿瓦斯抽放钻孔的封孔段的位置,为煤矿瓦斯抽采钻孔封孔设计、方案提供可靠参数和依据,基于文献调研及煤矿井下的实际情况,梳理出了围岩松动圈的概念、影响因素及围岩松动圈的测定方法。     

围岩松动圈测定在抽姑占孔封孔参数上的应用

为了更准确掌握煤矿瓦斯抽放钻孔的封孔段的位置,为煤矿瓦斯抽采钻孔封孔设计、方案提供可靠参数和依据,基于文献调研及煤矿井下的实际情况,梳理出了围岩松动圈的概念、影响因素及围岩松动圈的测定方法。     

深孔超高速相变致裂煤层增透技术研究应用

针对新田煤矿1402工作面M4煤层"两高一低"即高含量、高压力、低透气性,瓦斯抽采效率低的特点,通过试验深孔超高速相变致裂煤层增透技术,显著提高了煤层的透气性,减少了钻孔工程量,解决了"两高一低"煤层抽采效率低及卸压效果差的难题,保证了瓦斯抽采效果,有效降低了煤层的突出危险性。     

不同工艺条件下瓦斯抽采效果对比的数值模拟研究

为研究不同工艺条件下亭南煤矿瓦斯抽采效果,选取COMSOL数值模拟方法,对抽取20d、50d和90d三组抽采数据进行数值模拟,得出其钻孔周围压力云图分布状况,进而分析传统、加长管、下方管等不同方式时的变化规律,并根据模拟结果比较这三种抽采工艺。结果表明,三种抽采方式中新的抽采工艺效果最好,本文中所采用的新型抽采工艺钻孔内负压衰减均较小。模拟结果对后续新型瓦斯抽采工艺的研究和消除瓦斯爆炸风险具有重大现实意义。     

单一低透气性突出厚煤层综采工作面瓦斯防治技术研究

新安煤田的孟津煤矿主采的二1煤层为单一低透气性突出厚煤层,工作面瓦斯含量高,瓦斯涌出量大,针对工作面瓦斯防治的实际情况,矿井采取了工作面回采前的瓦斯预抽和回采期间的瓦斯抽采综合瓦斯防治技术措施。在工作面回采前,采用底板巷穿层钻孔水力冲孔预抽和采煤工作面本煤层顺层钻孔预抽的"交叉立体"瓦斯抽采技术,工作面回采期间采用工作面浅孔抽采、上隅角埋管抽采、沿空留巷处采空区抽采、采空区"小立井"抽采、高位钻孔抽采、工作面煤层注水等瓦斯防治技术,取得了较好的瓦斯治理效果,实现了综采工作面的高产高效。     

煤矿采空区卸压瓦斯抽采钻孔动态调整研究

煤矿考察瓦斯治理钻孔的抽采效果时，主要通过考察钻场或评价单元，但钻场或评价单元包含几十甚至几百个钻孔，钻孔内每一点的流量和瓦斯浓度都不相同。尤其是采空区卸压瓦斯抽采钻孔各不相同，当流速快时，断面的流速差异很大；当流速慢时，断面的瓦斯浓度差异很大。目前，抽采钻孔考察主要通过孔板流量计或电子自动流量计测量，并安装专用设备对单个钻孔进行考察，对钻孔节流特别严重，最高时能达到50%左右，不能反映钻孔抽采情况。现有钻孔考察装置应用效果差、不能及时准确反映钻孔抽采情况，本文以典型的多煤层群高瓦斯突出矿区的回采工作面采空区卸压钻孔为研究对象，新研制的便携式钻孔考察装置，对钻孔抽采纯量进行考察，动态调整钻孔设计，以期提高采空区卸压瓦斯的治理效果，保障回采工作面的瓦斯安全。     

漳村煤矿深孔预裂爆破增透技术的应用研究

针对漳村煤矿2306工作面低透气性煤层抽采瓦斯效率低,耗工误时等问题,提出了利用深孔预裂爆破增透技术,增加煤体透气性,提高瓦斯抽采量的措施。主要探究了深孔预裂爆破增透的作用机理,以现场矿井实际应用的煤层、爆破和炸药参数为基础,对煤层深孔预裂爆破利用三维数值模拟方法进行研究。数值模拟分析得到了2306工作面瓦斯巷煤层的松动爆破半径为4m,为深孔预裂爆破试验的钻孔布置提供了理论依据;在2306工作面瓦斯巷内进行了深孔裂爆破试验,现场考察了深孔预裂爆破增透试验瓦斯抽采效果,平均瓦斯浓度较比较孔抽采瓦斯浓度提高2~4倍,平均瓦斯抽采纯量较比较孔抽采瓦斯纯量提高2~5倍,提高了煤层瓦斯抽采率,缩短了煤层预抽时间,具有显著的经济与社会效益。     

漳村煤矿高位钻孔布置参数优化

通过对漳村煤矿2203回采工作面原高位钻孔参数设计及抽采效果分析,优化设计出两种不同参数的高位钻孔。抽采结果表明,优化后高位钻孔瓦斯最大抽采浓度从10．56％提高到26．8％;单孔最大瓦斯抽采量从0．336m^3／min增加到0．808m^3／min,增幅高达240％。有效地解决了工作面上隅角瓦斯问题,为工作面的安全回采提供了保障。