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。     

煤矿瓦斯抽采技术发展与研究

近些年，伴随煤矿开发项目不断增加，对于煤矿开发技术的重视度不断提高。本文从我国煤矿瓦斯抽采工作发展历程着手，重点分析煤矿瓦斯抽采技术中高位钻孔抽采技术的应用。     

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。     

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。     

建井期联合抽采煤层气实现的关键技术的确定

对于建井期的煤矿,可以使用井上下联合抽采煤层气的方式,达到延长地面煤层气井和井下瓦斯抽采钻孔的抽采时间,提高抽采量和抽采效果,有利于井下安全高效采煤的目的。     

基于偏微分方程的钻孔抽采瓦斯数值模拟

钻孔瓦斯抽采对于煤矿瓦斯防治、保证工作面安全生产具有重要意义。以山西郭庄煤矿为实验矿井,基于偏微分方程,对COMSOL进行二次开发,对其钻孔瓦斯抽采进行数值三维图像模拟。研究结果表明,越近钻孔中心位置,瓦斯压力下降值和下降率越大,钻孔瓦斯抽采初始阶段,瓦斯压力下降快。随着时间的推移,下降的速率逐渐下降;随着时间的推移,煤层孔隙率逐渐下降;随着时间的推移,有效抽采半径逐渐增大,最终趋于稳定值。同时,钻孔直径越大,其钻孔抽采半径也越大。     

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     

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。     

瓦斯综合抽放技术在林华煤矿2093回采工作面的应用

为了有效解决林华煤矿2093回采工作面瓦斯超标和煤与瓦斯突出问题,根据2093回采工作面的具体情况,林华煤矿2093回采工作面选择在上、下顺槽相向施工顺层长钻孔以及向煤巷掘进工作面前方掘进条带施工本煤层顺层钻孔相结合的综合抽放技术预抽煤层瓦斯。经过长时间的瓦斯抽采,2093回采工作面瓦斯抽排率为59.89%,工作面残余瓦斯含量为6.82 m3/t和残余瓦斯压力为0.58 MPa。这有效地解决了2093回采工作面瓦斯超标和煤与瓦斯突出问题,保证了该工作面的正常回采。     

突出煤层大直径水平长钻孔抽采瓦斯试验研究

针对低透气性、低渗透率难抽采突出煤层具体的地质条件,设计了大直径水平长钻孔抽采瓦斯方案及不同钻孔布置参数,并进行了现场试验研究和抽采效果对比,试验结果表明选择合理的钻孔布置参数进行抽采瓦斯,能够满足突出煤层综采工作面回采需求。     

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。     

煤层工作面及采空区低位裂隙带瓦斯抽采技术应用

针对煤层回采工作面瓦斯抽采效果差，对松河矿113203工作面开展了低位裂隙带及采空区瓦斯抽采技术的研究。瓦斯抽采技术主要包括钻孔施工、抽采系统和安装要求、抽采效果检查。估计该工作面回采时期的瓦斯涌出速度为30m³/min,低位裂隙带的抽采速度为1.5m³/min,采空区的抽采速度为1m³/min。预计抽采率为40%～48.33%,能够满足工作面回采时瓦斯抽采的需要。     

鸟山煤矿瓦斯抽采工程设计

为指导矿井瓦斯抽采工程建设,设计根据矿井瓦斯涌出量,针对性地提出瓦斯抽采方法,确定矿井高、低负压抽采系统主要设备及管路,确定瓦斯抽采工程的建设工期及瓦斯综合利用,并在鸟山煤矿得到应用,取得了较好的瓦斯抽采效果。     

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。     

高位钻孔参数与瓦斯抽放效果关系的探究

本文介绍并分析了一号煤矿605工作面进行采煤面上隅角顶板高位钻孔瓦斯抽放设计所采用的机理及抽放钻场、钻孔的布置和施工原则,总结出了钻孔参数求算的一般方法,分析哪些孔的抽放效果好,为提高和优化了瓦斯抽放参数设计提供依据,有效消除了设计中的盲目性和人为失误,为矿井进行瓦斯抽放设计的总结经验。     

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。     

中兴煤矿瓦斯抽采工程设计

为指导矿井瓦斯抽采工程建设,设计根据分源预测方法预测出的矿井瓦斯涌出量,针对性地提出瓦斯抽采方法,确定矿井高、低负压抽采系统主要设备及管路,确定瓦斯抽采工程的建设工期及投资,并在中兴煤矿工作面得到应用,取得了较好的瓦斯抽采效果。     

综放工作面“以孔代巷”瓦斯治理技术研究

陕西彬长胡家河煤矿属高瓦斯易自燃矿井,主采4号煤层,煤层主要为原生碎裂结构煤层,坚固性系数较高,瓦斯含量较高,瓦斯压力较低,煤层透气性系数较小,属可抽采煤层。401106综放工作面为胡家河矿井第一个取消高位瓦斯抽采巷布置的回采工作面,瓦斯治理主要采用采前预抽、上隅角迈步式埋管抽采和高位定向钻孔抽采等方法。文章在分析了工作面瓦斯涌出规律、瓦斯赋存特征的基础上,积极探索建立以大直径高位定向钻孔为主的采空区瓦斯治理方法,制订了高位定向钻孔布置工艺,并研究分析不同层位高位定向钻孔的抽采效果。     

瓦斯抽采钻孔智能设计理论研究

随着煤矿的持续挖掘,煤炭开采深度及难度也在不断地加大。在这种情况下,发生煤与瓦斯突出事故的可能性也在不断加大。瓦斯抽采作为治理瓦斯灾害最重要的手段,瓦斯抽采钻孔设计十分关键。在煤层钻孔设计方面,为了降低钻孔设计专家人员的工作量及人工进行设计的误差,增加矿井开采的安全性,智能钻孔设计尤为重要。     

浅析高位钻孔抽采在煤矿瓦斯治理中的应用

近年来，随着我国煤炭资源大量被开采，煤炭开采技术也受到了的重视。如何利用最合适的开采技术，使矿井的开采效益达到最高，是当前矿井发展面临的一项重大课题。瓦斯治理是煤矿生产中的头等大事，瓦斯治理同样也是制约煤矿实现高质量可持续发展的瓶颈。随着科学技术的发展，国内煤矿以瓦斯抽采精细化示范矿井为目标，坚持以问题为导向，把瓦斯治理的创新理念，尤其是把高位钻孔抽采的技术贯穿到安全生产全过程，使得高位钻孔抽采技术在煤矿瓦斯的治理中得到了大范围的应用。本文从高位钻孔的种类及其作用出发，详细探讨了煤矿瓦斯治理中的施工原则。