顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施在葛店矿的应用

针对葛店煤矿33022工作面突出煤层的危险性,采取顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施,加快了钻孔施工进度,提高了瓦斯抽采率,促进了煤巷快速掘进,确保了安全生产,取得了较好的经济效益。     

淮北芦岭煤矿构造煤层钻孔瓦斯抽采效果分析

芦岭煤矿提高煤层瓦斯抽采率的技术途径是采用人为方法预先松动原始煤体，提高煤层的透气性、水力压裂、水力割缝等水力化措施以及预裂爆破等，合理布孔和改变钻孔参数。本文以U825工作面为例．分析不同的钻孔间距、钻孔孔径、布置方式及封孔材料的钻孔瓦斯抽采效果，为特厚构造煤层顺层钻空瓦斯抽采参数的合理设计提供依据。     

新安煤矿顺层钻孔预抽煤层瓦斯技术参数研究

本文选用新安煤矿17#煤层111706采煤工作面作为本煤层顺层钻孔预抽瓦斯技术试验区,研究17#煤层合理的预抽瓦斯技术参数值。通过对该矿17#煤层111706工作面预抽瓦斯数据分析得出:预抽试验区采用交叉布孔法预抽量可提高40%,Φ94 mm大直径钻孔预抽量比Φ65 mm直径钻孔增加34%,以预抽率作为17#煤层预抽防突有效性指标是可行的。预抽率大于25%时,就可以达到消除煤与瓦斯突出危险。但只有预抽率达到30%以上,钻屑检验指标K1才不会超标。钻场内钻孔抽采瓦斯浓度大于巷道钻孔抽采瓦斯浓度可达1倍,其最小封孔深度应不小于5 m.建议施工双向抽采钻孔来覆盖全工作面,掘进工作面钻孔深度控制在100 m范围内。     

Research on the Technical Parameters of Pre-draining Gas with the Bedding Boreholes in Xin'an Mine

本文选用新安煤矿17#煤层111706采煤工作面作为本煤层顺层钻孔预抽瓦斯技术试验区,研究17#煤层合理的预抽瓦斯技术参数值.通过对该矿17#煤层111706工作面预抽瓦斯数据分析得出:预抽试验区采用交叉布孔法预抽量可提高40％,Φ94 mm大直径钻孔预抽量比Φ65 mm直径钻孔增加34％,以预抽率作为17#煤层预抽防突有效性指标是可行的.预抽率大于25％时,就可以达到消除煤与瓦斯突出危险.但只有预抽率达到30％以上,钻屑检验指标K1才不会超标.钻场内钻孔抽采瓦斯浓度大于巷道钻孔抽采瓦斯浓度可达1倍,其最小封孔深度应不小于5m.建议施工双向抽采钻孔来覆盖全工作面,掘进工作面钻孔深度控制在100 m范围内.     

影响采空区顶板抽放瓦斯效果的主要因素分析

对于低透气性高瓦斯煤层群开采的首采工作面，或厚煤层开采一分层的工作面回风流中的瓦斯浓度超限问题是一大难题，为解决此难题，通常采用顺层钻孔、穿层钻孔抽放瓦斯措施，收到了一定的效果，问题尚得到较好解决。开采煤层工作面的瓦斯主要来源于本煤层、采空区和邻近层的卸压解吸瓦斯，由于煤层松软，顺层钻孔施工难，不便进行顺层钻孔抽放瓦斯，若对采空区实施大面积抽放，工程难度大，而且抽不出高浓度瓦斯。煤层回采后，采空区顶底板岩层卸压，产生裂隙。由于瓦斯的升浮漂移和渗流特性，来自于开采煤层和卸压煤层内卸压瓦斯，沿裂隙通道汇集到裂隙区，形成瓦斯积存库。把抽放钻孔或巷道布置在顶板裂隙内，实施瓦斯抽放，该抽放瓦斯技术起到了对开采工作面上隅角瓦斯的截流作用，解决了松软低透气性高瓦斯煤层群开采瓦斯抽放困难的关键技术难题。     

煤层钻孔瓦斯流量的数值模拟

煤层瓦斯流动是一个复杂的非线性物理过程，为定量模拟钻孔瓦斯流量，在分析煤层瓦斯流动基本特征的基础上，把吸附瓦斯的解吸视为游离瓦斯渗流的连续分布源，建立了煤层瓦斯流动的数学模型。通过数学变换，确定了煤层瓦斯流动数学模型的基本方程和定解条件。运用有限元方法对煤层瓦斯流动方程进行了求解，编制了FORTRAN解算程序。介绍了煤层钻孔瓦斯流量数值模拟的工程实例，将数值模拟结果与实测结果进行了对比，分析了偏差产生的原因。研究结果表明，数值模拟准确反映了煤层瓦斯流动基本规律，能够定量预测煤层钻孔瓦斯流量。     

瓦斯抽放钻孔封孔方法技术革新

针对松软突出煤层顺层钻孔预抽瓦斯中存在的由于封孔质量问题而引起的瓦斯抽放浓度偏低等问题,在提高封孔质量方面采用新装备、新工艺和新方法,通过选择合适钻孔封孔技术、工艺,提高了抽放钻孔封孔质量、单孔抽放量、封孔质量和瓦斯抽放浓度。     

MKD-5S大功率钻机施工顺层长钻孔技术

新集一矿131105工作面为煤与瓦斯突出危险工作面,通过布置本煤层顺层钻孔预抽瓦斯解突,顺层长钻孔在松软煤层中施工,易出现塌孔、埋钻等孔内事故,制约了钻孔施工深度,钻具折断等给工作面回采留下重大安全隐患。采用大功率钻机及时有效的施工了长钻孔,确保了工作面瓦斯治理抽采达标工作的扎实开展。     

穿层钻孔有效抽采半径的确定

随着采掘深度的增加，具有开采保护层条件的突出矿井越来越少，这就使得矿井突出危险日益严重。而煤矿瓦斯抽采是防治煤与瓦斯突出、降低矿井瓦斯涌出量和防止瓦斯爆炸的重要措施。衡量瓦斯抽采工作优劣的两个主要指标是瓦斯抽采率和瓦斯抽采量。为了确定穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯的合理参数，利用钻孔瓦斯流量、残余瓦斯含量等考察指标，以山西保安煤矿为试验地点，经过现场考察以及对测定数据的分析，最终确定了该矿井15#煤层直径为φ94 mm穿层抽采钻孔的有效抽采半径。     

网状本煤层钻孔瓦斯预抽放技术在屯兰矿的应用

通过分析屯兰矿井下瓦斯赋存的实际情况,在南四盘区12403工作面采用本煤层网状抽放钻孔布置,进行瓦斯预抽放,解决开采层瓦斯涌出．经实际应用,抽放效果较好,对治理采掘工作面瓦斯涌出具有推广价值．     

巨厚火成岩下高应力强突煤层群穿层钻孔施工工艺及应用

突出煤层群在瓦斯治理时,常常采用穿层钻孔预抽煤层瓦斯.淮北海孜煤电公司86采区上部覆盖巨厚火成岩,煤层瓦斯含量及压力远远大于其他区域,煤层松软,透气性差,煤与瓦斯突出危险性严重,在施工瓦斯抽放穿层钻孔时需要下套管进行护孔,钻孔施工工艺复杂,单孔施工时间长,成本较高.在原有瓦斯治理方案基础上改进了钻孔施工工艺,研制了伞形接箍,只将套管下至下部煤层段,节省费用197.18万元,降低了钻孔施工成本,单孔施工由原来的12个小班减少到4个小班,提高了钻孔施工速度,缓解了接替紧张的局面,并实现了安全生产.     

鹤煤九矿瓦斯抽采钻孔布置数值模拟及应用

钻孔预抽煤层瓦斯是目前治理矿井瓦斯的主要措施。以瓦斯渗流理论为基础,以钻孔抽采周围流场为径向流场,建立了钻孔周围瓦斯流动数学方程;并结合鹤煤九矿3104工作面具体抽采条件,利用COMSOL Multiphysics软件对钻孔预抽煤层瓦斯在不同抽采时间、不同抽采负压和不同钻孔直径下周围瓦斯压力分布进行数值模拟。并将上述模拟结果确定的抽采钻孔布置参数在3104采煤工作面进行煤层瓦斯预抽实践;抽采后经效果检验,残余瓦斯压力、残余瓦斯含量等均与《煤矿瓦斯抽采基本指标》中的相关规定相符合,3104工作面已经消除了煤与瓦斯突出的危险性。     

黄白茨煤矿9^#、10^#近距离煤层综合瓦斯治理技术

针对黄白茨煤矿9^#和10^#近距离煤层开采时的瓦斯超限问题,在分析9^#煤层开采底板破裂规律、对其开采顶板三带进行数值模拟以及确定工作面瓦斯来源的基础上,提出9^#煤层采前定向长钻孔预抽、开采期间顶板走向高位水平长钻孔抽采,10^#煤层卸压拦截抽采、采面采掘期间上下顺槽上向钻孔抽采及两煤层采空区埋管抽采的综合瓦斯治理技术方案。效果分析结果表明,正常通风情况下,9^#煤层回风巷、上隅角瓦斯体积分数分别保持在0．36％和0．50％左右。该方案有效解决了9^#和10^#近距离煤层开采时的瓦斯涌出问题,为类似矿井的瓦斯治理提供了参考。     

本煤层单一顺层瓦斯抽采钻孔的渗流场数值模拟

针对本煤层瓦斯抽采钻孔的合理布置问题,通过建立钻孔抽采瓦斯的渗流场控制方程和煤层变形场控制方程,结合钻孔抽采瓦斯的初始及边界条件,推导出钻孔抽采瓦斯渗流的固气耦合数学模型.以石壕煤矿本煤层单一顺层钻孔瓦斯抽采为工程实例,基于研究区域的煤层瓦斯赋存特征,采用数值模拟计算方法,获得了本煤层单一顺层钻孔周围煤层瓦斯压力、煤层瓦斯渗透率、煤层瓦斯渗流速度和煤层变形的分布规律.确定了本煤层单一顺层钻孔抽采瓦斯的有效影响半径,从而为本煤层单一顺层瓦斯抽采钻孔的优化布置提供了依据.研究结果表明,石壕煤矿本煤层单一顺层钻孔抽采瓦斯的有效半径分别为4 m左右;在延长钻孔抽放时间不到20%的情况下,减少了钻孔工程量50%左右,抽采效果良好.     

交叉钻孔抽放瓦斯垂直距离的确定

瓦斯抽放是解决煤矿瓦斯问题的一项重措施，但是，由于煤的赋存条件千差万别，有些煤矿本煤层抽放效果一直不很理想。交叉钻孔抽放本煤层瓦斯正是在这种条件下产生的，本文通过对某煤矿交叉钻孔抽放瓦斯的研究，应用ＲＦＰＡ’９８软件，得出了该种条件下合理的交叉钻孔垂直距离。     

大功率钻机在单一低透突出厚煤层钻孔施工中的应用

通过使用大功率钻进工艺,在透气性低的单一厚突出松软煤层中施工大直径顺层长钻孔,解决了小孔径钻孔施工中易垮孔、卡钻、抱钻及钻孔长度短等问题,使杉木树煤矿顺层钻孔抽放半径、瓦斯浓度、流量大幅提高.     

首采工作面的瓦斯抽放技术研究

本文以贵州某煤矿为例,根据首采工作面的实际情况,对其瓦斯治理技术进行研究,确定先采用顶板穿层钻孔进行预抽,然后在回采时采用本煤层钻孔抽放、上隅角埋管抽放及采空区抽放的瓦斯综合治理技术。该技术能够很好的降低首采面的瓦斯涌出量,保证首采面的安全生产。     

开采煤层顶板环形裂隙圈内走向长钻孔法抽放瓦斯研究

开采煤层工作面的瓦斯主要来源于该煤层、采空区和邻近层的卸压解吸瓦斯。由于煤层松软，顺层钻孔施工难，不便钻孔抽放瓦斯。若对采空区实施大面积抽放，工程难度大，而且抽不出高浓度瓦斯。因此，寻找瓦斯运移的裂隙通道和瓦斯富集区，实施有效的瓦斯抽放工程是实现高效瓦斯抽放的技术关键。采用实验室相似材料试验、数值模拟计算和工业性试验研究方法，研究寻找采场上覆岩层中环形裂隙圈形成机理和位置，把抽放钻孔布置在环形裂隙圈内，进行“环形裂隙圈内走向长钻孔法”瓦斯抽放。这种瓦斯抽放技术使低透气性高瓦斯煤层的开采和瓦斯抽放分层区进行     

底板穿层钻孔预抽采面上隅角瓦斯技术的研究

本文系统分析了工作面瓦斯涌出来源,提出了底板穿层钻孔、本煤层顺层钻孔和工作面浅孔联合抽放瓦斯技术,并对抽放效果进行了对比分析,通过现场工业性试验,取得了良好的抽采效果。     

基于瓦斯渗透异性的煤层抽采钻孔合理布置

基于煤层瓦斯渗透各向异性特征,在九里山煤矿煤层进行了180d井下瓦斯抽采有效影响半径测试,同时,建立煤层瓦斯各向渗透异性的气-固耦合渗流模型,数值模拟了瓦斯抽采有效半径的时变规律,分析了抽采钻孔的合理布置方式。研究结果表明:煤层平行层理方向的渗透率是垂直层理方向的渗透率的2.6倍左右。煤层钻孔不同方向有效抽采半径均随抽采时间增加而增大,且与预抽时间满足幂指数关系,数值模拟结果与井下现场测量一致。有效抽采距离在平行层理方向最大,垂直层理方向最小,有效抽采区域为椭圆形。据此确定了不同预抽时间煤层抽采钻孔的合理间距,并针对九里山煤矿二1煤层计算分析了预抽时间与百米钻孔数的关系。