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。     

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。     

卧龙湖煤矿8101工作面瓦斯综合治理设计探讨

根据卧龙湖煤矿北一采区煤层及瓦斯赋存情况,在8101工作面采取"Y"形通风和"1面4巷"瓦斯治理模式。采取底板穿层钻孔预抽顺槽条带瓦斯、顺层钻孔预抽工作面瓦斯、上向穿层钻孔抽采邻近层及采空区瓦斯、地面钻井抽采8煤层开采后卸压瓦斯及老空区瓦斯。从采前、采中和采后不同阶段,在不同地点进行综合瓦斯治理,消除突出危险,实现了强突高瓦斯煤层的安全开采,为卧龙湖煤矿强突出、高瓦斯煤层区域性瓦斯治理提供了一条新途径。     

穿层钻孔水力冲孔技术在车集煤矿的应用及效果分析

为有效治理2715下巷掘进工作面煤层瓦斯,消除突出危险,车集煤矿采取穿层瓦斯抽采钻孔与水力冲孔相结合的强化瓦斯治理手段,对煤层进行全面卸压抽采,取得了显著效果。     

定向钻孔“以孔代巷”技术抽采裂隙卸压瓦斯研究与应用

为解决平煤股份二矿庚组工作面上隅角瓦斯浓度长期处于高位运行的问题,提出定向钻孔抽采采空区内的裂隙卸压瓦斯技术,从而降低工作面上隅角瓦斯浓度,达到安全生产的目的。通过精确定位把钻孔送入庚₂₀煤上覆岩层裂隙带内平稳延伸,利用“以孔代巷”达到高效抽采煤层卸压瓦斯的目的。方案实施后实现了工作面安全回采,1#定向钻孔的孔口平均抽放浓度可达40.87%,3#定向钻孔的孔口平均抽放浓度可达34.62%,在1#和3#定向钻孔的共同作用下,回风巷瓦斯浓度由最大0.86%下降为0.46%,为矿井瓦斯治理提供技术支撑具有重要意义。     

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。     

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。     

“三验证、两对比”工作法在工作面区域瓦斯治理中的应用

根据实际揭露煤层赋存情况,验证地质超前探成果及区域瓦斯治理钻孔揭露煤层情况。利用工作面上下顺槽实际揭露的煤层赋存情况和瓦斯治理钻孔的有效控制范围与瓦斯地质超前探、区域防突措施钻孔设计进行对比分析。通过“三验证、两对比”,对围绕11104综采工作面的“一面五巷”进行闭合测量,根据导线点绘制平面图以及对应的剖面图,分析工作面煤层赋存及地质构造情况,为工作面后期回采期间瓦斯防治提供地质资料支撑,核查分析区域瓦斯治理钻孔施工情况,确保抽采达标范围钻孔分布合理,无抽采空白带。     

高瓦斯矿井以孔代巷瓦斯治理技术研究

针对招贤矿1305工作面回采过程中上隅角及回风巷瓦斯超限等问题,基于工作面所处煤层的地质条件,开展以孔代巷的技术研究工作。通过分析高位钻孔技术原理,设计了高位钻孔布置方式,以高位长钻孔替代高抽巷进行抽采治理工作面采空区瓦斯。结果表明：招贤矿1305工作面采用以顺层钻孔边采边抽、高位钻孔抽采和隅角埋管抽采为主、风排为辅的瓦斯综合治理措施,保证了1305工作面上隅角瓦斯浓度最大不超过0.53%,回风流瓦斯浓度平均为0.23%,目前已成功安全回采600m左右,比高抽巷节省成本约1100万元。目前,招贤煤矿成为了永陇矿区首个实现以孔代巷技术治理采空区瓦斯的矿井,对永陇矿区的瓦斯防治工作起到了极大的推动作用。     

端氏煤矿3105回采工作面区域消突效果评价

为了消除端氏煤矿3105回采工作面的煤与瓦斯突出危险性,对该工作面实施了本煤层顺层钻孔预抽煤层瓦斯的区域消突措施。为了检验区域防突措施消突效果,分别对工作面抽采钻孔布置、残余瓦斯含量和瓦斯预抽率进行了研究,研究结果表明:工作面抽采钻孔布置均匀,无预抽空白带;抽采后的残余瓦斯含量最大为6.13m3/t;瓦斯预抽率达到69.35%,远超30%的要求。评价结果表明3105回采工作面经过区域抽采后,已经消除了突出危险性。     

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。     

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。     

基于园子沟煤矿1012001工作面定向长钻孔代替高抽巷抽采试验研究

本文首先介绍了园子沟煤矿1012001工作面位置、环境与瓦斯抽采系统,结合定向长钻孔施工情况总结定向长钻孔抽采效果,最后得出结论：利用定向长钻孔抽采效果良好,可在园子沟煤矿1012001工作面代替高抽巷进行瓦斯抽采。     

高突低透煤层区域瓦斯综合治理技术应用研究

某矿为煤与瓦斯严重突出矿井,104工作面为该矿的首采保护层工作面,结合煤层的赋存及瓦斯灾害情况,该工作面采取底板岩巷穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯结合顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯的区域防突措施.试验结果表明,104工作面开切眼前方100～400m范围煤层残余瓦斯压力实测最大值为0.33MPa,分别根据残余瓦斯压力和瓦斯抽采量计算的残余瓦斯含量为4.36m3/t、3.58m3/t,均低于《防突规定》的临界值,表明通过实施底板岩巷穿层钻孔结合顺层钻孔预抽煤层瓦斯的区域防突措施,该区段煤层已完全消除煤与瓦斯突出危险性.     

底板穿层入煤顺层定向长钻孔在矿井煤巷条带瓦斯治理中的应用

为满足顺煤层定向长钻孔煤巷条带消突的需要,结合不具备揭煤条件的实际情况,研究从底板穿层入煤然后顺层定向成孔的施工方法,覆盖煤巷条带区域,实现区域瓦斯治理。本文通过分析10煤底板及10煤地层特征,研究并改进井下定向长钻孔成孔工艺方法,利用新的钻具组合和无固相冲洗液,进一步提高了液动定向钻进在松软煤层中的成孔能力。优化钻孔结构,有效改善岩孔段堵渣现象,完成了380m底板穿层入煤顺层定向长钻孔施工,实现了区域瓦斯抽采治理。     

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。     

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。     

突出煤层钻孔失稳机理研究现状及展望

钻孔施工和钻孔抽采瓦斯的过程中，钻孔的失稳破坏是造成瓦斯抽采率低下的重要原因。为进一步提高钻孔稳定性及瓦斯抽采能力，分析了突出煤层钻孔失稳破坏机理研究现状，从地质构造、钻孔参数和工作面回采因素三个方面阐述，系统总结了钻孔破坏机理及防治措施。随着国家对安全生产的要求越来越高，在新时代背景下，必须摸清钻孔失稳破坏机理，提高瓦斯抽采效率，优化钻孔抽采参数。本文总结了突出煤层钻孔失稳机理研究并进行了展望，结合煤岩体赋存条件，探寻钻孔破坏机制，改进钻进技术。     

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。     

煤层水力压裂增透技术在马堡煤矿的应用

为提高低透气性煤层瓦斯抽采量,增加本煤层预抽钻孔抽采效果,在马堡煤业进行水力压裂增透技术试验,对水力压裂增透技术在高瓦斯、低透气性煤层中的运用效果进行了考察试验。试验结果表明:煤层水力压裂增透技术提高了煤层透气性和钻孔瓦斯抽采效果,压裂前后钻孔最大瓦斯流量增大3倍以上,压裂后增加煤层瓦斯抽采半径4倍以上。