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低透气性煤层顺层密集钻孔抽采及并管提压系统研究

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矿业科学学报 2019年第1期4卷 34-40页

作者：谢生荣杨波张晴宋海政索海翔张涛中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院北京100083

针对高瓦斯低透气性煤层的瓦斯预抽难题,提出顺层密集大直径钻孔布置和并管提(负)压的瓦斯强化抽采技术,阐述了顺层密集大直径钻孔布置实现全区域增透的抽采原理。根据流体流动的连续性方程和能量方程,建立了区段主管路中流体能量变化... 详细信息

针对高瓦斯低透气性煤层的瓦斯预抽难题,提出顺层密集大直径钻孔布置和并管提(负)压的瓦斯强化抽采技术,阐述了顺层密集大直径钻孔布置实现全区域增透的抽采原理。根据流体流动的连续性方程和能量方程,建立了区段主管路中流体能量变化的表达式,并得出相应的能量坡度线。结合预抽钻孔的"负压-流量"特性曲线,阐明采用并管方式连接主管路提升抽采负压和增加抽采量的作用机理,并根据实践经验综合确定瓦斯强化抽采技术参数。现场实践表明,该技术治理瓦斯效果显著,工作面瓦斯抽采率达55%以上,生产能力由1. 2 Mt/a增加到1. 8 Mt/a,上隅角瓦斯浓度无超限现象,实现了复杂地质条件下的安全高效开采。

关键词：低透气性煤层预抽密集顺层钻孔能量坡度线并管提压

松河矿井1580轨道石门揭29~#煤层瓦斯治理分析

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矿业安全与环保 2008年第B12期35卷 56-57,59页

作者：周应龙贵州松河煤业发展有限责任公司贵州盘县553526

针对松河矿井处于基建阶段面临的石门揭煤工程多、矿井瓦斯含量高、发生煤与瓦斯突出可能性大、防治工作不易做到位的特点,介绍了该矿井成功揭开1580轨道石门29#煤层积累的经验,为类似矿井的瓦斯综合治理提供参考。

关键词：石门揭煤瓦斯治理煤层预抽

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低透气性厚煤层瓦斯双抽采系统优化研究

煤炭科学技术 2013年第2期41卷 45-48页

作者：王小朋乔伟姜骞简瑞中国煤炭科工集团重庆研究院重庆400037 国家煤矿安全技术工程研究中心重庆400037 中国石油化工股份有限公司中原油田分公司普光气田公司四川达州637156

随着煤炭采深和强度的增加,多数矿井原有的1套抽采系统不能满足采掘平衡及安全生产需求,且由于采用原有系统进行高低负压(预抽、采空区抽采)抽采,导致高、低浓度瓦斯混合,不利于瓦斯的利用。鉴于此,以余吾煤矿为研究对象,将该矿现有西... 详细信息

随着煤炭采深和强度的增加,多数矿井原有的1套抽采系统不能满足采掘平衡及安全生产需求,且由于采用原有系统进行高低负压(预抽、采空区抽采)抽采,导致高、低浓度瓦斯混合,不利于瓦斯的利用。鉴于此,以余吾煤矿为研究对象,将该矿现有西回风井1套地面固定瓦斯抽采系统进行优化,将其服务范围由全矿井缩小到只负责南一、南二采区的瓦斯抽采,扩建新抽采系统,采用2套管路分别建立高、低负压瓦斯抽采系统,实现全矿井高、低浓度瓦斯分源抽采,分区治理瓦斯。结果表明,该措施有效提高了瓦斯抽采率和瓦斯利用率,使高浓度瓦斯并网输送,低浓度瓦斯发电利用;同时有效解决了高瓦斯低透气性煤层采掘工作面瓦斯超限与瓦斯突出问题。

关键词：高瓦斯低透气性瓦斯抽采高低负压边掘边抽煤层预抽

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高瓦斯低透气性突出煤层瓦斯治理技术实践

中州煤炭 2016年第3期 8-11,14页

作者：徐再刚贵州盘江精煤股份有限公司贵州盘县553529

针对土城煤矿1338工作面瓦斯难抽采、涌出量大、采空区及上隅角瓦斯浓度高的问题,在3号煤层采用本煤层预抽、高位抽采、采空区埋管抽采、工作面边采边抽等相结合的综合瓦斯抽采方法。通过采用本煤层瓦斯预抽,抽采量较常规的抽采方式提高... 详细信息

针对土城煤矿1338工作面瓦斯难抽采、涌出量大、采空区及上隅角瓦斯浓度高的问题,在3号煤层采用本煤层预抽、高位抽采、采空区埋管抽采、工作面边采边抽等相结合的综合瓦斯抽采方法。通过采用本煤层瓦斯预抽,抽采量较常规的抽采方式提高了0.52~1.35倍,高位钻孔抽采瓦斯后邻近煤层的瓦斯相对涌出量由14.73~20.32 m^3/t降为8.46~9.83 m^3/t,采空区埋管抽采确保采空区的瓦斯浓度降到5%以下,符合《煤矿安全规程》对瓦斯浓度的相关规定,工作面边抽边采保证了工作面回采期间回风巷瓦斯浓度在1%以下。

关键词：低透煤层突出煤层预抽高位抽采埋管边采边抽

特厚煤层大倾角高瓦斯矿井瓦斯灾害治理技术的优化及应用

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黑龙江科学 2022年第22期13卷 29-32页

作者：王宁兖矿新疆矿业有限公司硫磺沟煤矿新疆昌吉831100

对某煤矿(9-15)08工作面瓦斯治理进行优化,采用以煤层预抽及高位走向长钻孔抽放瓦斯为主、回风隅角布置管路抽放采空区瓦斯为辅的综合方式,自2020年7月6日生产至今,上隅角瓦斯浓度稳定在0.6%以下,回风流瓦斯浓度稳定在0.5%以下,杜绝了... 详细信息

对某煤矿(9-15)08工作面瓦斯治理进行优化,采用以煤层预抽及高位走向长钻孔抽放瓦斯为主、回风隅角布置管路抽放采空区瓦斯为辅的综合方式,自2020年7月6日生产至今,上隅角瓦斯浓度稳定在0.6%以下,回风流瓦斯浓度稳定在0.5%以下,杜绝了瓦斯超限问题,保障了矿井安全生产。

关键词：煤层预抽高位走向钻孔瓦斯治理

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霍尔辛赫首采工作面瓦斯抽采效果分析

煤矿安全 2013年第10期44卷 153-155页

作者：李新建王小朋简瑞乔伟河南理工大学河南焦作454000 瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室重庆400037 中国煤炭科工集团重庆研究院重庆400037 中原油田普光分公司四川达州637156

对霍尔辛赫矿首采工作面按照钻孔布置方式(单侧布置和双侧布置)和抽采时间将首采工作面划分为2个评价单元,并对2个单元瓦斯预抽工艺、预抽效果、评价指标及评价结果进行分析。根据预抽效果评价结果,结合矿井突出规律及矿井"抽、掘、采"... 详细信息

对霍尔辛赫矿首采工作面按照钻孔布置方式(单侧布置和双侧布置)和抽采时间将首采工作面划分为2个评价单元,并对2个单元瓦斯预抽工艺、预抽效果、评价指标及评价结果进行分析。根据预抽效果评价结果,结合矿井突出规律及矿井"抽、掘、采"部署实际情况,分析了该矿回采工作面顺层钻孔瓦斯预抽工作中存在的问题,并提出了解决方案。

关键词：高低负压煤层预抽边采边抽边掘边抽采空区抽采

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高瓦斯矿井综放工作面瓦斯抽采效果评价

煤炭技术 2015年第4期34卷 162-163页

作者：王小朋中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆400037

为解决某矿主采煤层瓦斯含量高、工作面瓦斯浓度高等制约矿井安全高效生产的问题,根据煤层瓦斯参数及赋存情况,采用回采巷道边掘边抽及顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯措施,并对回采工作面瓦斯预抽效果及评价指标进行分析。

关键词：煤层预抽边采边抽边掘边抽效果评价

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石门揭煤环形闭合底板巷区域防突技术研究

石门揭煤环形闭合底板巷区域防突技术研究

作者：蔡文鹏安徽理工大学

学位级别：硕士

煤与瓦斯突出事故是威胁矿井安全生产的主要事故之一,其中又以石门揭煤突出发生的概率最高,危险性也最大。国内外许多大型突出事故均发生在石门揭煤过程,造成了严重的人身伤亡和财产损失。因此,对石门揭煤突出的研究以及有针对性的制定... 详细信息

煤与瓦斯突出事故是威胁矿井安全生产的主要事故之一,其中又以石门揭煤突出发生的概率最高,危险性也最大。国内外许多大型突出事故均发生在石门揭煤过程,造成了严重的人身伤亡和财产损失。因此,对石门揭煤突出的研究以及有针对性的制定防治措施显得十分必要。通过理论分析,对石门揭煤突出的特点、影响因素以及发生突出的条件等进行了系统研究,得出石门揭煤突出与受采动影响而造成的煤层瓦斯压力迁移以及煤体应力状态变化有很大关系,并且从能量角度分析,得出促进突出发生的能量主要有瓦斯膨胀能和弹性应变能,其中又以瓦斯膨胀能为主,弹性应变能在突出过程只是将煤体破碎并提高煤体温度,因此,对突出的防治主要是从治理瓦斯入手进行。针对矿井具体情况,该煤层属于强突煤层,不具备保护层开采条件,而且是多条石门联合揭煤,揭煤作业范围广,因此采用在不同水平施工底板抽采巷,并通过联巷构建环形闭合巷道的方法对煤层瓦斯预抽进行消突,该措施保证了措施孔的施工空间,缩短了预抽时间,并避免了下向孔和近水平孔,提高了预抽效果。同时,运用COMSOL-Multiphysics仿真模拟软件对不同抽采条件下的瓦斯抽采效果进行了数值模拟,通过比较分析进行了钻孔参数优化,确定了有效抽采半径为1.5m,并对其进行了现场验证,最终确定了最优的钻孔参数。最后,在谢一矿多条石门联合揭煤过程中运用环形闭合底板巷进行区域消突现场试验,并对消突效果进行检验,结果表明防突措施有效地消除了该突出煤层的突出危险性,很好地保证了在多条石门联合揭煤时整个矿井的安全生产,具有一定的应用价值。

关键词：石门揭煤煤层预抽参数优化数值模拟

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高效开采工作面瓦斯精准抽采技术体系研究

高效开采工作面瓦斯精准抽采技术体系研究

作者：朱子斌中国矿业大学

学位级别：硕士

瓦斯事故是制约我国煤矿安全生产的主要因素,尽管我国采取了最严格的瓦斯综合治理措施但瓦斯事故依旧频发。随着我国煤矿开采逐渐向深部转移,瓦斯含量逐渐增大、瓦斯涌出量大幅增加,如果不能将瓦斯高效抽采出来,极易造成工作面瓦斯超限... 详细信息

瓦斯事故是制约我国煤矿安全生产的主要因素,尽管我国采取了最严格的瓦斯综合治理措施但瓦斯事故依旧频发。随着我国煤矿开采逐渐向深部转移,瓦斯含量逐渐增大、瓦斯涌出量大幅增加,如果不能将瓦斯高效抽采出来,极易造成工作面瓦斯超限,引发瓦斯事故。为了对瓦斯高效抽采进行研究,本文以杨柳煤矿1075智能化开采工作面为研究对象,采用理论分析、实验室实验、数值模拟和现场验证相结合的方法,对1075工作面预抽和回采阶段瓦斯立体抽采方法进行参数优化,形成了立体瓦斯抽采技术体系,并通过现场数据验证了该技术体系实施的可靠性。本文主要结论如下:1)根据实验室实验及现场测试可得,杨柳煤矿1075智能化工作面10煤层预测瓦斯压力最大值为1.38MPa,实测瓦斯含量最大值为7.68m/t,间接法计算瓦斯含量最大值为9.37m/t,煤质较软,吸附性较强,孔隙裂隙不发育,且瓦斯涌出量较大,具有煤与瓦斯突出危险性。根据工作面实际情况,建立了立体化瓦斯抽采技术体系,当工作面形成以后无突出危险区采用顺层钻孔进行煤层瓦斯预抽,突出危险区顺层孔控制盲区采用穿层孔进行补充。工作面回采期间采用地面钻井结合定向长钻孔立体瓦斯抽采技术,为智能化工作面安全开采提供保障。2)根据1075工作面地质情况,通过FLAC和COMSOL数值模拟的方法,对煤层预抽阶段顺层钻孔布置参数进行了优化。结果表明,1075工作面顺层钻孔封孔长度应大于16m;抽采初期应保持25k Pa的抽采负压进行抽采,抽采后期适当降低抽采负压可以显著提高瓦斯抽采浓度,但不应低于8k Pa;钻孔直径应保持在114mm左右,钻孔布置间距应在3.2m左右。3)通过FLAC以及理论计算的方法,确定了1075工作面10煤层开采后上覆煤岩层三带以及裂隙“O”型圈分布范围,为定向长钻孔和地面钻井布置参数的确定提供依据。1075工作面开采后,冒落带范围为10煤层顶板上方0～11.6m,裂隙带范围为10煤层顶板上方11.6m～42.3m,“O”型圈裂隙带范围为巷道内侧0～65m。通过数值模拟及计算结果可得,定向高位长钻孔终孔位置在垂直层位上应位于10煤层顶板上方11.6m～42.3m范围中部位置,水平层位上应位于巷道内侧0～65m范围内;定向拦截长钻孔应布置在8煤层底板下方较稳定岩层中。地面钻井终孔位置应位于风巷内侧约0～65m范围内。4)通过现场数据统计分析可得,经过立体瓦斯抽采系统抽采后,杨柳煤矿1075工作面10煤层回采期间回风巷瓦斯浓度平均值为0.144%;上隅角瓦斯浓度平均值为0.146%,均小于0.5%的报警浓度,成功避免了瓦斯超限现象,为工作面的安全开采提供保障。智能化的应用成功提高了工作面回采效率,降低了安全风险。该论文有图62幅,表17个,参考文献112篇。

关键词：智能化工作面精准抽采煤层预抽抽采参数参数优化