大興礦頂板巖石水平長(zhǎng)鉆孔瓦斯抽采技術(shù)的應(yīng)用

采用頂板巖層水平長(zhǎng)鉆孔抽放鄰近層和采空區(qū)瓦斯是一項(xiàng)新技術(shù),全面介紹了該技術(shù)研究的最新進(jìn)展。研究中綜合運(yùn)用了礦山壓力和巖層移動(dòng)理論、有限元數(shù)值分析方法、瓦斯越流理論以及試驗(yàn)研究的方法。這一新技術(shù)的研究填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白,該成果對(duì)高產(chǎn)高瓦斯工作面的瓦斯治理具有普遍的指導(dǎo)意義。

針對(duì)峰峰集團(tuán)大淑村礦的實(shí)際地質(zhì)條件和瓦斯情況,設(shè)計(jì)了頂板水平長(zhǎng)鉆孔進(jìn)行瓦斯抽放的技術(shù)方案,并實(shí)測(cè)了瓦斯抽放量及抽放對(duì)工作面回風(fēng)和上隅角瓦斯涌出的影響。研究結(jié)果表明,只有將鉆孔至打采空區(qū)的冒落拱上方裂隙發(fā)育帶內(nèi)才能取得良好的抽放效果,頂板水平長(zhǎng)鉆孔代替尾巷是一種治理煤層瓦斯安全、經(jīng)濟(jì)的方法,尤其對(duì)采掘接替緊張的礦井,其優(yōu)越性更為突出。該技術(shù)為有效地利用瓦斯和礦井瓦斯治理提供了有效的技術(shù)手段。

為了緩解白芨溝煤礦抽采接續(xù)緊張的局面,引進(jìn)了長(zhǎng)距離定向水平鉆孔瓦斯抽采技術(shù),實(shí)踐證明,應(yīng)用此技術(shù)可短期內(nèi)將煤層瓦斯含量降到安全值,可有效治理礦井瓦斯災(zāi)害,對(duì)同類(lèi)礦井具有借鑒與指導(dǎo)意義.

綜采面回風(fēng)順槽頂板水平長(zhǎng)鉆孔抽放瓦斯

為了更高效地抽放煤層覆巖裂隙及離層的瓦斯,對(duì)煤層頂板水平長(zhǎng)鉆孔的層位選擇,參數(shù)確定,布置形式,鉆場(chǎng)的設(shè)計(jì)要求,鉆機(jī)、鉆桿、鉆頭的選擇以及鉆進(jìn)工藝參數(shù)的合理控制進(jìn)行了試驗(yàn)研究。試驗(yàn)證明走向長(zhǎng)鉆孔的抽放效果很大程度上取決于鉆孔所處的層位,只要保證鉆孔在工作面采空區(qū)的裂隙帶延伸,并采用合理的鉆進(jìn)工藝參數(shù),盡量延長(zhǎng)有效抽放長(zhǎng)度和采取有效的抽放參數(shù),就能取得理想的抽放效果。這可以解決上鄰近層和采空區(qū)的瓦斯抽放問(wèn)題。

伴隨著人們對(duì)近年來(lái)新聞事件的關(guān)注和了解,關(guān)于瓦斯的概念已經(jīng)越來(lái)越清晰。因?yàn)殚_(kāi)采技術(shù)的發(fā)展,目前瓦斯的防止已經(jīng)由原來(lái)單一形式的瓦斯抽放逐步改變?yōu)榫C合型有計(jì)劃的瓦斯抽采。

目前我國(guó)煤礦在近水平采煤工作面采用的施工頂板專(zhuān)用瓦斯抽采巖石巷道治理瓦斯的方法能取得理想效果,但工程量較大。以德國(guó)ddr1200定向鉆機(jī)在華晉焦煤公司沙曲礦14205采煤工作面施工為例,闡明定向鉆機(jī)在采煤工作面布置頂板長(zhǎng)距離瓦斯抽采定向鉆孔的優(yōu)勢(shì),為同類(lèi)礦井采煤工作面瓦斯治理提供借鑒。

在綜合分析平頂山十二礦瓦斯地質(zhì)條件及瓦斯防治技術(shù)基礎(chǔ)上,對(duì)頂板高位水平鉆孔瓦斯抽放技術(shù)開(kāi)展了研究,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益

瓦斯突出是煤礦開(kāi)采過(guò)程中非常嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害,在煤礦開(kāi)采過(guò)程中,利用有效的勘探手段,勘探出煤礦瓦斯地質(zhì)的異常情況,消除瓦斯引發(fā)的煤礦安全事故是非常必要的.在各種勘探手段中,基于瓦斯的抽采鉆孔技術(shù)是一種有效的煤礦瓦斯地質(zhì)異?？碧绞侄?本文對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)分析研究.

為了更高效地抽放采空區(qū)瓦斯,對(duì)ⅲ6210綜采工作面的地質(zhì)構(gòu)造和瓦斯涌出量來(lái)源進(jìn)行了分析,提出采用頂板近水平長(zhǎng)鉆孔技術(shù)抽放采空區(qū)瓦斯。根據(jù)巖層移動(dòng)理論、采空區(qū)頂板煤巖體應(yīng)力重新分布規(guī)律、頂?shù)装遄冃魏推茐牡却_立了布置鉆孔層位的技術(shù)參數(shù)。結(jié)果表明:頂板近水平長(zhǎng)鉆孔瓦斯抽放技術(shù)在ⅲ6210綜采工作面的應(yīng)用,有效地解決了工作面上隅角瓦斯長(zhǎng)期超限問(wèn)題,確保了該工作面的安全回采。

針對(duì)近距離上保護(hù)層工作面開(kāi)采期間瓦斯涌出量大的問(wèn)題,通過(guò)分析近距離上保護(hù)層底板煤巖層采動(dòng)效應(yīng)與被保護(hù)層瓦斯越流規(guī)律,提出近距離上保護(hù)層底板巖層鉆孔瓦斯抽采技術(shù)。在資江煤礦3527保護(hù)層工作面進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),結(jié)果表明:底板巖層鉆孔最大瓦斯抽采體積分?jǐn)?shù)50%,瓦斯抽采純量0.81~2.03m3/min,平均1.47m3/min,并確定了底板巖層鉆孔的有效抽采范圍,該方法實(shí)現(xiàn)了保護(hù)層工作面的瓦斯防治。

瓦斯抽采鉆孔封孔是瓦斯抽采最重要的一個(gè)關(guān)鍵步驟,通過(guò)對(duì)不同封孔方法進(jìn)行比較,分析利弊,最后得出比較適合礦井現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的封孔方法。并對(duì)鉆孔施工現(xiàn)場(chǎng)管控提出意見(jiàn),提高瓦斯抽采鉆孔封孔效果,減少封孔材料浪費(fèi),簡(jiǎn)化工人操作強(qiáng)度。對(duì)瓦斯抽采封孔工作有一定的參考作用。

介紹了高位水平鉆孔瓦斯抽放技術(shù)機(jī)理,并結(jié)合在平頂山煤業(yè)集團(tuán)十二礦己15-17190采面的具體應(yīng)用,分析了其應(yīng)用效果。

本文簡(jiǎn)要介紹了頂板巖巷網(wǎng)格穿層鉆孔抽采輔以機(jī)巷順層鉆孔抽采在突出煤層新采區(qū)開(kāi)拓過(guò)程中的運(yùn)用原理、布置方法、注意事項(xiàng)及相關(guān)的技術(shù)措施,在適宜的條件下實(shí)施該措施,可以降低成本,取得較好的經(jīng)濟(jì)及安全效益。

在煤礦生產(chǎn)掘進(jìn)過(guò)程中,由于鄰近層層間距較小,在開(kāi)采過(guò)程中,鄰近層瓦斯隨采動(dòng)裂隙涌入,導(dǎo)致巷道瓦斯涌出較大。寺河煤礦通過(guò)千米鉆機(jī)施工穿層鉆孔,釋放底抽巖巷頂板以上3~#煤的瓦斯,瓦斯得到了有效控制。但是,在離底抽巖巷底板2～3m處的5~#煤層,通過(guò)千米鉆孔常規(guī)施工技術(shù)釋放瓦斯效果不理想,沒(méi)有從根本上解決5~#煤層的瓦斯問(wèn)題。通過(guò)對(duì)成孔和瓦斯抽放濃度進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,找出不足之處,然后進(jìn)行工藝技術(shù)革新,并不斷試驗(yàn),直至工藝成熟,解決了5~#煤層瓦斯問(wèn)題的最佳施工技術(shù),有效提升了人均工效和礦井安全生產(chǎn)。

為改進(jìn)單一高瓦斯低透氣性煤層近水平瓦斯抽采鉆孔密封技術(shù),開(kāi)發(fā)了"強(qiáng)弱強(qiáng)"帶壓封孔技術(shù),并在常村礦n1-3工作面進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用。實(shí)踐結(jié)果表明:"強(qiáng)弱強(qiáng)"帶壓封孔技術(shù)效果顯著,比同等條件下的普通封孔方法密封效果成倍提高,鉆孔瓦斯抽采體積分?jǐn)?shù)由之前的26%~33%增加到現(xiàn)在的61%~64%,單孔470m3瓦斯累積抽采時(shí)間由之前的10d縮短為現(xiàn)在的3d。該技術(shù)實(shí)施后,常村礦n1-3機(jī)巷瓦斯抽采鉆孔體積分?jǐn)?shù)和累積抽放量顯著提高,為高瓦斯鉆孔密封提供了一種新的方法,具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

瓦斯抽采以煤層鉆孔為前提,鉆孔過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量礦塵,不僅會(huì)極大地影響環(huán)境,同時(shí)也危害著工作人員的身體健康.為了有效解決此類(lèi)問(wèn)題,需在鉆孔過(guò)程中采用除塵裝置進(jìn)行除塵處理.從中國(guó)的瓦斯抽采鉆孔除塵技術(shù)及裝置現(xiàn)狀出發(fā),介紹了幾種常見(jiàn)的除塵裝置,并提出了一種新型除塵裝置.

上隅角瓦斯超限是放頂煤開(kāi)采遇到的主要安全問(wèn)題,除采用e型通風(fēng)方式外,在較薄煤層布置專(zhuān)用瓦斯排放巷困難時(shí),可以采用頂板縱向鉆孔抽排瓦斯。本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)室模擬和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐研究,進(jìn)行了鉆孔的合理參數(shù)和實(shí)驗(yàn)效果的分析,其結(jié)論對(duì)放頂煤開(kāi)采的瓦斯防治有借鑒和指導(dǎo)作用

瓦斯是成煤過(guò)程中的一種伴生氣體,在高溫作用下將急劇燃燒甚至爆炸,導(dǎo)致瓦斯突出、瓦斯爆炸等重大災(zāi)難事故。當(dāng)前,瓦斯事故已然成為了煤礦生產(chǎn)過(guò)程中的主要災(zāi)害之一,它不僅會(huì)造成嚴(yán)重的設(shè)備損失與人員的傷亡,而且可能會(huì)由此引發(fā)井下坍塌、礦井火災(zāi)等二次災(zāi)害,給煤礦的正常、安全生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重的影響。因此,必須將瓦斯事故的防治工作作為煤礦安全生產(chǎn)的重中之重。本文結(jié)合焦作礦區(qū)實(shí)例,就其煤礦瓦斯綜合防治技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了分析與探討。

針對(duì)注漿減沉過(guò)程中穿層鉆孔內(nèi)水害較為嚴(yán)重的實(shí)際,淮北礦業(yè)集團(tuán)海孜煤礦根據(jù)水、水霧、瓦斯的物理特性,研發(fā)出井下高效氣、水分離器,解決了高瓦斯賦水鉆孔瓦斯抽采除水的技術(shù)難題,減少了開(kāi)采工作面的水患,有效地保障了礦井安全生產(chǎn)。

在松軟煤層中施工順層瓦斯抽采長(zhǎng)鉆孔是煤礦井下鉆探領(lǐng)域的一大難題,已嘗試應(yīng)用了多種鉆進(jìn)工藝方法,雖取得了一定成效,但在一定程度上仍存在成孔深度淺、成孔率低等問(wèn)題,不能完全滿(mǎn)足瓦斯高效抽采的需要。在中風(fēng)壓空氣鉆進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了井下泡沫鉆進(jìn)工藝,研制了配套泡沫灌注系統(tǒng),發(fā)展了中風(fēng)壓空氣-穩(wěn)定泡沫復(fù)合鉆進(jìn)技術(shù)。現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)性試驗(yàn)取得了良好效果:成孔深度顯著提高,鉆進(jìn)過(guò)程中泡沫介質(zhì)排渣順暢,鉆具回轉(zhuǎn)、起拔壓力低、孔口無(wú)粉塵,由于這些明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì),井下泡沫鉆進(jìn)與中風(fēng)壓空氣-穩(wěn)定泡沫復(fù)合鉆進(jìn)工藝技術(shù)在松軟煤層順層鉆孔施工中具有廣闊的應(yīng)用前景。

根據(jù)寺河礦初采及正常回采期間采空區(qū)瓦斯涌出實(shí)際,分析了部分瓦斯涌出原因,設(shè)計(jì)并施工了低、中位鉆孔、高位鉆孔,依次銜接接替抽采采空區(qū)瓦斯,各鉆孔達(dá)到并超出預(yù)期效果,提高了采空區(qū)瓦斯抽采效率,緩解了工作面正?；夭善陂g的瓦斯治理壓力。