地面瓦斯抽放钻孔采动覆岩裂隙演化数值模拟

为探明唐山矿T2291工作面采空区瓦斯富集的原因及瓦斯运移通道的来源,采用FLAC3D与UDEC离散元两种模拟方法,对比分析T2291采空区煤柱破裂及顶板离层发育过程和采动裂隙的叠加影响规律,查明了上覆岩层裂隙形成的过程,验证了走向采动下顶板"O"型圈裂隙分布特征.研究结果表明:邻近采空区下位裂隙贯通受隔离煤柱宽度影响较大,中硬顶板条件下裂隙在走向充分采动与倾向非充分采动下呈现"鞍形"分布特征,得出唐山矿T2291钻孔实现横向和纵向多采空区联合抽放的根本原因.     

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     

采场覆岩裂隙特征研究及在瓦斯抽放中应用

为了在采空区顶板实施瓦斯抽放枝术获得较高的瓦斯抽放效果,采用模拟试验和工业性试验的方法,研究采场上覆岩层中裂隙特征,寻找采场上覆岩层中裂隙位置和顶板瓦斯富集区。现场试验表明,把抽放钻孔布置在采空区顶板裂隙区内进行瓦斯抽放,对流向回采工作面上隅角的瓦斯起到了截流作用,基本上解决了高瓦斯煤层回采工作面上隅区瓦斯斯浓度超限问题。     

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。     

高瓦斯综放工作面瓦斯抽放技术

介绍了开滦集团唐山矿在T2292综采工作面采用的辅助风道分段密闭抽放、高位钻孔抽放和对采空区进行地面钻孔抽放等抽放技术,很好的解决工作面回风流及其上隅角瓦斯较大的问题,在实践中取得较好的效果。     

顶板巷道抽放采空区瓦斯的应用研究

本文以采空区瓦斯储集及流动理论为基础，探讨了采空区瓦斯抽放巷道布置原则，并考察了淮南某矿－６０２ｍＥ２Ｃ１３工作面顶板巷道抽放采空区瓦斯的效果，分析了顶板巷道抽放采空区瓦斯的机理     

顶板高抽钻孔抽采瓦斯的应用

为了解决青龙煤矿采空区及邻近煤层瓦斯的涌入而造成的工作面上隅角瓦斯超限的问题,提出了运用顶板走向高位钻孔瓦斯技术,对该矿21604采空区及邻近煤层瓦斯进行抽采,进而解决上隅角瓦斯超限的问题。结合矿井具体情况,得出了合理的高位钻孔参数,为该矿在此煤层开采过程中解决瓦斯超限问题积累了经验,同时也为矿井开采其它相邻煤层治理瓦斯提供参考依据。     

高位顺层钻孔瓦斯抽放数值模拟

针对八连城煤矿19号煤层62.1%~71.6%的瓦斯来源于采空区的问题,提出高位顺层钻孔抽放采空区瓦斯的治理方案.基于关键层理论和"O"形圈理论,分析了采空区上覆岩层裂隙形态,对瓦斯在其中的运移规律进行了研究,认为在上覆岩层采动裂隙中瓦斯流动符合达西定律.利用商业软件COMSOL-Multiphysics对瓦斯抽放进行了数值模拟,直观展示了瓦斯抽采时的瓦斯分布状态.模拟结果表明瓦斯抽放有效降低了瓦斯压力,给现场瓦斯抽放提供了理论依据,具有重要的实践意义.     

区域采动裂隙实测与演化模拟

为揭示唐山矿T2291面周边区域采动裂隙的演化规律,采用现场实测与离散元模拟方法,观测分析中硬顶板中离层成组渐次发展并集中形成的现象.根据拉、剪裂隙的形成机制,提出UDEC后处理的"两带"划分标准.研究结果表明:竖向贯通的BOUNDARY线表征冒落带、OPEN线表征裂隙带,可与实测高度相互印证;T2291周边10~30 m的隔离煤柱不能阻断周边采空区的瓦斯汇入,区域三维鞍形裂隙区的客观存在,是单孔巨量瓦斯抽放得以实现的重要机制,为中硬煤系地层中大间距布孔抽采瓦斯提供了成功范例.     

顶板水平长钻孔抽放瓦斯试验研究

针对峰峰集团大淑村矿的实际地质条件和瓦斯情况,设计了项板水平长钻孔进行瓦斯抽放的技术方案,井实潮了瓦斯抽放量及抽放对工作面回风和上隅角瓦斯涌出的影响。研究结果表明,只有将钻孔至打采空区的冒落拱上方裂隙发育帝内才能取得良好的抽放效果,顶板水平长钻孔代替尾巷是一种治理煤层瓦斯安全、经济的方法,尤其对采掘接替紧张的矿井,其优越性更为突出。蕾技术为有效地利用瓦斯和矿井瓦斯治理提供了有效的技术手段。