煤层瓦斯组分异常对安全生产影响的探索

分析了煤层瓦斯组分异常对安全生产影响，得出煤层瓦斯组分中，氮气浓度增高将引起煤层瓦斯涌出量预测误差偏大，且易造成采掘工作面人员窒息，重烃浓度增大，使矿井瓦斯爆炸危险性和煤与瓦斯突出危险性增大。     

羊叉滩井田瓦斯分布的构造控制

针对羊叉滩井田地质构造及特征,分析了地质构造对二叠系煤层中瓦斯分布的控制作用.研究表明:该区煤层瓦斯分布主要受控于两河口向斜构造的影响.向斜轴部地应力相对集中、煤层埋藏较深,瓦斯质量浓度也明显较大;而向翼部,随煤层埋藏变浅,煤层中瓦斯的质量浓度也逐渐降低.整体而言,由于井田内次级构造发育,瓦斯质量浓度较高,具有瓦斯突出危险性.     

潘三矿11-2煤层瓦斯赋存主控因素分析

为了研究淮南潘三矿11-2煤层的瓦斯赋存规律和主控因素,运用瓦斯地质理论和线性回归的方法,结合潘三矿地质勘探期间瓦斯地质资料和现场实测瓦斯数据,分析了11-2煤层瓦斯赋存特征,探讨了煤层瓦斯赋存与埋藏深度、地质构造、顶底板岩性、煤厚和煤体结构之间的关系。结果表明:煤层埋深、地质构造和顶板岩性是影响11-2煤层瓦斯赋存的主要控制因素,煤厚增加使得瓦斯含量也相应增大,构造软煤的不均匀分布在一定程度上增大了瓦斯突出危险性,从而为潘三矿煤与瓦斯突出危险性预测提供了依据。     

吴寨矿庚组煤层煤与瓦斯突出危险性预测

随着采深的延伸和采掘强度的增大,非突出煤层或矿井的突出危险性预测与评价为保证煤层的安全开采提供了重要保障。平煤股份二矿庚20煤层曾发生煤与瓦斯突出现象,作为相邻矿井的吴寨矿在开采庚20煤层前需要确定其煤与瓦斯突出危险性。应用单项指标法对吴寨矿西翼采区标高-400 m以浅庚20煤层进行了煤与瓦斯突出危险性预测。结果表明,在该区域内庚20煤层的煤体破坏类型、坚固性系数均达到了突出煤层的临界指标值,但是煤层瓦斯压力和瓦斯放散初速度未达到临界指标值,因此,在该区域范围内庚20煤层不具有煤与瓦斯突出危险性,该结论指导了矿井安全生产和高产高效。     

高效防治煤与瓦斯突出技术的研究

随着我国煤矿采深的增加,瓦斯含量和瓦斯压力随之增大,煤与瓦斯突出事故日趋加重。从调整开采程序,利用开采保护层实现大面积消除突出危险性;开展突出危险区域预测,从确定无突出危险区域和开展顺煤层钻孔,强化预抽瓦斯大面积消除煤层突出危险性等方面论述了高效防治煤与瓦斯突出技术。     

煤层原始含水率对煤与瓦斯突出危险程度的影响

运用自主研发的“含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流实验装置”,进行了恒定瓦斯压力和围压条件下,不同原始含水率含瓦斯煤样全应力应变瓦斯渗流试验,结合现场实测煤层注水前后瓦斯涌出量的变化规律。研究结果表明：随着煤样原始含水率的增加,煤样的三轴抗压强度减小,弹性模量减小,三轴抗压强度处轴向应变增大、横向应变和体积应变的绝对值增大;在全应力应变整个过程中,煤样的甲烷有效渗透率都减小。从煤的力学特性和瓦斯在煤层中流动两个方面分析了煤层注水的防突作用。煤层原始含水率越高,发生煤与瓦斯突出的危险性越小。可将煤层的原始含水率作为判断煤与瓦斯突出危险程度的一个重要指标。     

水力压裂技术在矿井突出治理中的应用

随着开采深度的不断的延伸,煤层瓦斯含量、瓦斯压力在不断的增大,为防止在生产过程中突出事故的发生,实现安全生产,对高压注水压裂消突技术进行了研究。测取压裂参数,利用压裂设备,对有突出危险性的实体煤进行压裂。经实践表明,水力压裂技术可将煤(岩)体内部微裂隙扩展使其连同,将煤体内的瓦斯潜能及弹性能得到一定量的释放,是煤层的透气性增加,结合瓦斯抽防技术使被压裂的实体煤内的瓦斯压力和瓦斯含量降低,削减和消除煤体突出的危险性。这项技术的实施有效的保证了突出煤层区域消突,为在突出危险区的煤层开采提供了一项可行的新措施。     

利用钻屑解吸法测定煤层瓦斯压力的应用

本文在实验的基础上,根据煤屑瓦斯解吸规律,测定了煤钻屑解吸指标同煤层瓦斯压力的关系,进而确定了红岭煤矿的煤层瓦斯压力.经实际考察,确定的煤层瓦斯压力值可作为评价煤层瓦斯含量和煤层突出危险性鉴定的参考值.     

胶囊封孔技术在月矿煤层瓦斯压力测定的应用

煤层瓦斯压力是瓦斯涌出和突出的动力，也是煤层瓦斯含量多少的标志。准确测定煤层瓦斯压力对有效而合理制定矿井防治瓦斯的措施，预测预报煤与瓦斯突出的危险性，具有重要意义。     

顶板致裂增大煤层透气性技术试验研究

为解决新安煤矿瓦斯治理难题,提高瓦斯治理水平、增强防突效果,针对该矿瓦斯抽采现状和煤层赋存特征,开展了"松软不稳定煤层顶板制裂增大瓦斯透气性试验研究",着力解决封孔成功率低、钻孔利用期短、压裂影响范围小、流量衰减快等技术难题.在14170工作面顶板钻场分别施工了压裂及导向钻孔,通过压裂钻孔注入高压流体进行压裂以达到对煤体卸压增的目的.研究结果表明:该技术能有效提高抽采钻孔的瓦斯浓度及流量,大幅提高瓦斯抽采效果,有效地降低施工区域的突出危险性;形成了一套适合新安煤矿瓦斯地质条件的卸压增透工艺技术,为有效预防煤与瓦斯突出灾害提供理论及技术支持.     

金能煤矿瓦斯赋存规律研究

矿井瓦斯的生成、运移、赋存及释放,同地质历史时期的各种变化紧密相关,煤体中赋存瓦斯的多少不仅对煤层瓦斯含量大小有影响,而且还直接影响到煤层中瓦斯流动及其发生灾害的危险性大小.如今煤层中所保存的瓦斯含量取决于瓦斯向地表运移的条件与煤层储存瓦斯的性能,瓦斯的赋存与该区域地质构造、埋藏深度、煤层厚度等都有很大关系,瓦斯治理工作是矿井安全工作的重点之一.研究清楚现阶段瓦斯的赋存规律,对于进行防治煤与瓦斯突出、预测下一开采水平的瓦斯分布规律及瓦斯突出危险性都有重要的指导意义.文中提出目前影响煤层储气的条件有区域地质构成、采矿工作、煤层顶底板泥岩厚度及煤层埋藏深度、上覆基岩厚度.为了能够超前防治矿井瓦斯灾害,通过讨论目前影响煤层瓦斯含量的主要因素和瓦斯赋存的地质因素,分析煤层瓦斯含量和瓦斯涌出量影响因素,研究了金能煤层瓦斯赋存和瓦斯涌出规律,根据这些影响因素再结合煤层瓦斯赋存状况以及煤层瓦斯的储量的概述对金能煤矿做出了瓦斯赋存规律的研究分析.     

保护层开采穿层拦截钻孔替代底板抽采巷瓦斯治理技术

保护层开采过程中,上覆煤岩体收采动卸压影响,煤体发生膨胀变形,煤层透气性大幅度增加,透气系数增大引起瓦斯流量增大,发生卸压增流效应。这样有利于瓦斯的抽采,通过高效的瓦斯抽采方法,可以达到消除被保护层煤与瓦斯突出危险性的目的。其中,使用底抽巷结合网格式上向穿层钻孔作为一种高效     

低透气性严重突出危险煤层瓦斯强化抽采设计

为了解决低透气性严重突出煤层的突出危险性问题,以沈煤集团红菱煤矿为例,对具有低透气性严重突出危险煤层的瓦斯抽采设计问题进行了相关探讨。通过对瓦斯实际抽采效果的考察结果的分析表明:南翼下三区-780 m水平南石门南12煤工作面所布置的瓦斯抽采巷道以及瓦斯强化抽采钻孔,很好地发挥了孔群的增透效应,所采用预抽煤层瓦斯措施可以有效降低煤层瓦斯含量,消除煤层的突出危险性。该成果对低透气性严重突出煤层的消突技术手段具有一定的参考价值和指导意义。     

山西襄矿集团上良煤业32206工作面CO_2预裂爆破增透消突试验研究

上良煤业是煤与瓦斯突出矿井,煤层属于低透气性煤层。针对上良煤业低透气性煤层瓦斯抽采难题,以该矿32206首采工作面为试验工作面,应用CO2预裂爆破增透技术,提高了煤层的透气性及瓦斯抽采率,降低了煤层瓦斯含量和瓦斯压力,消除了工作面煤层的突出危险性,技术效果显著,可为类似煤矿煤层瓦斯抽采提供借鉴。     

煤变质程度对瓦斯放散初速度的影响

为了分析不同变质程度煤种煤样的瓦斯放散初速度数值与煤样坚固性系数、孔隙率等的相互关系,采用现场取样,实验室测试的方法,得到63个煤样的挥发分、瓦斯放散初速度、孔隙率等相关关系.结果表明:挥发分与孔隙率之间、瓦斯放散初速度与孔隙率之间均服从二阶多项式的关系.对于同一变质程度的煤样,瓦斯放散初速度均随着坚固性的减小而增大.对于不同变质程度的煤样,瓦斯放散初速度均随着变质程度的降低而降低.对于挥发分高于20%的烟煤和褐煤,瓦斯放散初速度低于1 333.22Pa,此时,不应该将1 333.22Pa作为判定煤层突出危险性的瓦斯放散初速度指标临界值.对于准确预测不同变质程度煤层的突出危险性具有一定的指导意义.     

深孔预裂爆破增透技术在井筒揭煤中的应用研究

为了增加煤层透气性、提高瓦斯抽采率、消除煤层突出危险性,通过数值模拟和现场试验的方法,对深孔预裂爆破煤层增透技术在低透气性高瓦斯煤层中的应用进行了系统研究,得出了煤岩不同的力学性质和控制孔的导向作用。通过对两个爆破孔与控制孔应力云图、裂隙图的数值模拟,再现了应力波在煤岩体中的传播与衰减规律,以及煤岩体裂隙的扩展变化过程。最后,在谢桥矿13-1煤层实施深孔预裂爆破试验,试验表明采用该技术显著增大了煤体透气性,提高了瓦斯抽采浓度和抽采量,故而是一种经济可行的对于防治低透气性高瓦斯煤层突出的方案。     

低瓦斯开采在突出矿井的应用与实践

各类煤矿安全事故中,煤与瓦斯突出事故的危害性最为严重,有效解决煤与瓦斯突出问题,是制约煤与瓦斯突出矿井实现安全生产的关键。随着矿井采深的逐步增加,煤与瓦斯突出的危险性逐步增大,国家2009年颁布实施《防治煤与瓦斯突出规定》后,实施区域瓦斯治理成为煤层消突的必经之途,预抽煤层瓦斯实现区域消突,为首选措施。鹤煤五矿3301炮放工作面就是按照《防治煤与瓦斯突出规定》要求,对采面实施区域预抽消突,实现消突达标、高效回采的典型案例。     

山西永聚煤矿煤层特征对瓦斯的控制作用

矿井瓦斯是影响煤矿安全生产的主要灾害之一,研究其分布特征及控制因素是解决矿井瓦斯灾害问题的关键。本文测试了山西永聚煤矿的10号微风化煤的瓦斯含量、煤岩成分、埋深、煤孔隙特征和等温吸附参数。通过SPSS软件分析了煤层瓦斯含量与煤层组分、埋藏深度等进行了Person线性相关性分析,从而确定煤层瓦斯含量的主要控制因素和瓦斯分布规律。结果表明,10号微风化煤的孔隙主要为微孔和过渡孔,孔径介于10~800 nm,具有原生孔隙特征,表明其未收到风化作用的影响。其对瓦斯吸附具有随着压力增大而吸附量显著增加的特征,但压力大于6 MPa时,瓦斯的吸附不在随着压力增加。瓦斯含量与煤层的埋藏深度且具有良好的正相关线性关系,从而根据二者线性关系和煤层埋深,预测了瓦斯分布规律。     

断层导致煤层突出危险性增大的原因分析及防治措施

煤与瓦斯突出机理至今仍是世界性的研究课题,本人认为断层附近的残余构造应力是引起煤与瓦斯突出的主要原因。本文分析了采掘工作面过断层时煤层突出危险性增大的主要原因:断层附近煤层顶、底板岩层内储存有残余构造应力,采掘工作面过断层时,残余构造应力的自然释放可能导致突出的发生,同时提出了防治突出的措施,可为防突工作提供参考。     

低透气性煤层开采覆岩应力与变形特征实验分析

以阳煤集团新景矿8~#煤层开采为工程背景,在工作面实际地质条件下,建立了工作面推进过程中顶板变形的相似模拟实验系统。分析了随着工作面的推进,上覆岩层应力、岩层结构的变形、移动与垮落特征以及对煤与瓦斯突出的影响。实验表明:在开切眼上方一定范围(约5～15 m)和工作面前方(约5～20 m)形成集中应力区,此范围内煤体应力增大,煤层透气性进一步降低,煤与瓦斯突出危险性增大。该结论可为煤与瓦斯突出的防治提供理论依据。