煤层群

摘要： 为解决高瓦斯煤层群瓦斯致灾因素繁多、瓦斯预抽钻孔工程量大、抽采浓度低等问题,根据高家庄煤矿煤层与瓦斯赋存特征,提出定向长钻孔技术预抽煤巷条带瓦斯,在3号和4号煤层中共施工14个定向长钻孔,分析了定向长钻孔瓦斯抽采效果和抽采达标情况。研究表明,定向长钻孔预抽煤层瓦斯,抽采体积分数最大达到40%,最大抽采纯量达3965.79 m^(3)/d。定向长钻孔技术瓦斯抽采速度快、时间短,能够实现定向的区域消突,效益显著,加快了矿井建设,为新采区开拓提供了安全保障。

摘要： 为优选榆树岭矿煤层群接续开采方案,利用FLAC3D模拟研究了下行开采和上行开采2种煤层群接续开采方案下煤层完整性和工作面应力分布规律,并比较了2种方案的经济效益。结果表明:上行开采时煤层受到一定程度的塑性破坏,但通过对下_(7)、下_(8)煤层工作面运输巷、回风巷与下_(10)煤层工作面运输巷、回风巷内错10 m布置,可有效减小煤层塑性区破坏范围,下_(7)、下_(8)煤层工作面未破坏区占比分别为87.5%,60.4%,煤层完整性满足安全回采要求;相较于下行开采,上行开采时下_(7)、下_(8)煤层工作面平均应力分别降低了45.3%,34.9%,下_(7)、下_(8)煤层工作面最大支承应力分别降低了66.7%,36.4%,且矿井经济效益提高了64.9%。因此优选上行开采作为榆树岭矿煤层群接续开采方案。采用层次分析法和模糊数学理论对煤层群接续开采方案优选结果进行了理论验证:通过建立煤层群接续开采方案综合评价指标模型,构造准则层相对于目标层与指标层的判断矩阵并进行一致性检验,得到评价指标权重向量;采用线性函数法和二元对比排序法构造了指标层各因素相对于下行开采和上行开采的隶属度矩阵,求得综合隶属度指标矩阵;根据评价指标权重向量和综合隶属度指标矩阵,得到下行开采、上行开采方案的综合评价权重分别为0.17087,0.70442,验证了上行开采作为该矿煤层群接续开采最优方案的可行性。

摘要： 以山西潞安集团黑龙煤业9^(#)、10^(#)、11^(#)煤层地质条件为依据,决定采用综放采煤工艺;重点对工作面的采煤机、刮板输送机、液压支架(以下简称三机)等设备进行选型与分析;最终选择采煤机型号为MG300/700WD,刮板输送机型号为SGZ 830/2×400,液压支架型号为ZF 6000/17/33(端头支架型号为ZTA 6500/19.5/34);通过现场验证,三机配套应用情况良好,实现了工作面安全生产。

摘要： 为了快速判定煤层群条件穿层钻孔的分源抽采情况,采用数值模拟方法考察分析了青东煤矿不同瓦斯抽采条件对抽采半径的影响程度,提出了通过基础参数快速评判穿层钻孔抽采瓦斯分源效果的公式和方法。结果表明,该方法相对误差小于5%,既能确保抽采效率又能降低工程量,是一种实现煤层群瓦斯抽采分源评判的可行技术。

摘要： 为实现瓦斯隧道安全快速有效地揭煤,以正习高速公路天城坝隧道揭煤工程为背景,分析了水力压裂大范围增加煤层透气性原理与增透效果影响因素,基于水力压裂增透技术建立了多煤层瓦斯隧道揭煤防突技术体系,探讨了以超前探测、初探、精探、区域瓦斯防突及检验、工作面防突及检验、验证揭煤等为核心的揭煤防突流程,优化了瓦斯隧道水力压裂防突技术中压裂钻孔布置、压裂工艺、封孔工艺、破裂压力及用水量、抽采钻孔布置等关键工艺参数。C6—C8煤层原始瓦斯压力(1.62~4.12 MPa)、瓦斯放散初速度(18.2~34.0)、煤体坚固性系数(普遍小于0.5)和破坏类型(Ⅲ类)等指标综合表明C6—C8煤层具有突出危险性。对C6煤层进行水力压裂增透后,煤层平均单孔瓦斯抽采纯量0.009 m^(3)/min,抽采浓度在60%以上,抽采30 d后煤层残余瓦斯含量和瓦斯压力分别降为2.91~5.29 m^(3)/t和0.26~0.61 MPa,缩短揭煤时间2个月。研究结果表明,水力压裂技术能有效改善瓦斯隧道揭煤防突效果,为安全快速揭煤工作提供安全保障,对类似隧道揭煤施工具有借鉴意义。

摘要： 针对贵州煤层群开采过程中,受地形构造、重复采动等影响,顶板容易破碎,端面顶板稳定性差,容易出现端面冒顶、煤壁片帮等灾变问题。通过对贵州煤层群在重复采动下的端面顶板失稳机理进行研究,从煤矿安全生产实际出发,结合数值模拟试验与物理实验的方法对贵州省煤矿的端面冒顶进行探究,分析影响端面冒顶的因素,剖析其作用机理。以端面冒顶事故发生的机理为基础,提出端面冒顶控制技术及防治措施,并用模拟试验进行验证,保证此类煤矿安全、高效生产。

摘要： 针对冲沟地貌条件下近距离煤层群下位煤层综放面进出煤柱期间矿压显现剧烈问题,以上榆泉煤矿9^(#)、10^(#)煤层为工程背景,采用数值模拟方法分析了上位9^(#)煤层遗留煤柱集中应力的分布规律,探究了下位10^(#)煤层综放工作面进出煤柱期间采动应力与煤柱集中应力的叠加效应,结合工作面进出煤柱顶板结构模型,明确了顶板结构失稳方式为回转失稳与滑落失稳,回转角度与岩层断裂度为失稳的关键影响因素,针对顶板块体破坏方式提出煤柱下掘进工艺巷和减小采厚两种的进出煤柱期间压架灾害防治措施。可为冲沟地貌近距离煤层开采顶板控制与灾害防治提供借鉴。

摘要： 以易自燃采煤工作面瓦斯与火耦合灾害防治为对象,采取实验、理论分析与现场示范相结合的方式,对保护层开采、顺(穿)层钻孔预抽、采空区抽采等瓦斯治理技术进行了集成与应用,同时建立了以色谱束管系统超前预测预报为基础,以常规氮气为核心,以液态CO_(2)直注为应急手段的防灭火技术体系。实践表明:瓦斯和火耦合灾害得到了有效管控,实现了安全生产目标。

摘要： 针对高突煤层群采动卸压瓦斯运移规律不清及抽采效果不佳的问题,以山西吕梁沙曲一矿为工程背景,基于现场多煤层赋存规律及瓦斯参数的理论分析,获取2号煤层开采过程沿倾向和走向卸压保护范围及裂隙发育特征,揭示了2号煤层和下邻近层卸压瓦斯运移及富集规律,确立了(定向长钻孔群本煤层预抽+采空区裂隙带抽采+下邻近层卸压瓦斯有效拦截的定向抽采)模式,并给出钻孔长度、孔径、终孔位置等关键参数,并在2201工作面进行了工程试验,结果表明:本煤层瓦斯定向抽采的单孔浓度达40%,纯量0.18 m^(3)/min,下邻近层卸压瓦斯抽采单孔浓度最高达87%,工作面瓦斯抽采量由8.55增至21.54 m^(3)/min,抽采达到55.77%。工作面瓦斯浓度稳定在0.25%,回风巷瓦斯浓度稳定在0.51%,有效遏制瓦斯超限,保证了高产工作面安全生产。

摘要： 突出矿井煤层群存在开采过程互相影响,采空区贯通,漏风地点较多,防灭火工作难度大等特点。为了对突出矿井近距离煤层群煤自燃过程进行准确预测,以贵州发耳煤矿为例,通过煤自燃程序升温试验分析了煤氧化过程中各气体的变化规律,确定了煤自燃单指标气体和标志气体比值的综合预测指标,提出了煤自燃监测预警系统和现场布置情况。结果表明:发耳煤矿各煤层煤样的临界温度范围为70~80°C,干裂温度范围为130~140°C。结合耗氧情况、CO和C2H4的出现温度和变化规律综合判定得到发耳煤矿不同煤层煤自燃氧化优先级顺序为:1#煤>3#煤>5-2#煤>5-3#煤>10#煤>7#煤。根据试验结果和现场数据,确定了煤自燃温度的6个气体指标(CO、O_(2)、C_(2)H_(4)、Φ(CO)/Φ(CO_(2))、Φ(CO_(2))/Φ(O_(2))、Φ(CO)/Φ(O_(2)))及分级预警的温度范围和气体指标临界值,对煤自燃进行四级分级预警。最后,提出了针对突出矿井煤层群“加强煤自燃预测预报、注氮防灭火、动态推进、堵漏风或注凝胶/高分子胶体”的煤自燃分级防控方法,有效解决了突出矿井煤层群煤自燃预警与防控问题。

摘要： 针对徐庄煤矿近距离煤层群沿断层布置工作面巷道围岩变形量大、矿震频繁的现象,采用模拟分析和现场实测相结合的方法,分析回采巷道矿压显现异常的原因.结果表明,断层对上部解放层保护作用的弱化、煤柱压力集中、顶板结构失稳诱发的动载荷以及构造应力与采动应力叠加,在巷道矿压显现异常中起到了主控作用.利用非对称耦合支护原理和“强弱强”结构提高围岩自承载原理,提出“巷帮短锚索+薄弱部位补强支护+钻孔泄压”结合的围岩控制技术手段,达到了控制巷道变形的要求,为类似工程地质条件下的巷道围岩控制提供了很好的借鉴.

摘要： 针对潘北矿所采-580m4煤层瓦斯含量高、瓦斯压力大的难题,开展了煤层群穿层钻孔水力压裂增透技术研究.在对水力压裂增透技术相关工艺参数进行分析的基础上,测试了水力压裂增透影响半径和瓦斯抽采半径,并以此数据为依据进行瓦斯抽放试验.11215工作面采用水力压裂增透技术后,穿层预抽钻孔单孔浓度达90％以上,百孔抽采量达2.62m3/min,达标时间由161天缩短到96天,实现了煤巷条带预抽快速消突和快速掘进目的.

摘要： 在急倾斜高突矿井煤层群开采工作中,优先合理选择开采保护层,推进瓦斯治理由局部治理向区域性治理转变,从根本上消除突出危险,才能实现矿井本质安全生产.在选择开采保护层时应遵守下列要求:首先选择无突出危险的煤层作为保护层。当煤层群中无突出危险的煤层有几个煤层都可作为保护层时，应根据安全、技术和经济的合理性，综合比较分析，择优选定。矿井中所有煤层都有突出危险时，应选择突出危险程度较小的煤层作保护层，但在此保护层中进行采掘工作时，必须采取防治突出措施。选择保护层时，应优先选择上保护层，条件不允许时，也可选择下保护层，但在开采下保护层时，不得破坏被保护层的开采条件。

摘要： 基于已有相关覆岩应力场、采动运移和渗流场耦合理论,初步探讨了煤层群采动条件下上覆岩层应力场、位移场及瓦斯压力场变化特征,建立了覆岩应力分布和瓦斯运移的多物理场耦合模型,并借助数值分析软件FLAC3D对数学模型进行了有限元求解,分析了峰峰集团2号、4号煤层采动过程中上覆岩层应力分布规律、覆岩位移特征和采动条件下的煤层瓦斯渗流分布特征.结果表明:该模型模拟结果与他人相似材料模拟试验破坏结果具有较好的一致性,且与煤层群实际采动过程中应力分布及瓦斯渗流特征基本相符,从而为研究深部煤层群煤与瓦斯共采协调机制提供了理论支撑.

摘要： 本文对近距离煤层群采空区垮落带破碎煤岩的渗透率进行量化研究,推导回来期间采空区垮落带的渗透率半理论化的表达式,得出其分布规律.建立"U"型工作面模型,分析了"U"型通风采场瓦斯分布规律,揭示了近距离保护层开采上隅角瓦斯积聚原因。

摘要： 针对淮南矿区煤层卸压开采上覆煤层回采巷道围岩控制的技术难题,采用相似材料模拟研究了煤层群卸压开采动压影响条件下,复合顶厚度小于锚杆锚固范围、复合顶厚度与锚杆锚固范围相当、复合顶厚度大于锚杆锚固范围时巷道变形破坏规律,以复合顶厚度大于锚杆锚固范围的巷道安全状况最差,巷道变形破坏最严重,并通过数值模拟研究了下部煤层卸压开采巷道掘进前后采场应力时空演化规律,以及支护方式对巷道围岩的变形以及场和裂隙的影响,提出了采动巷道的控制原则和围岩控制技术,并成功应用于现场工程实践,为煤层群卸压开采技术全面推广提供了技术支撑,对深部煤巷支护技术发展具有很大的推动作用.

摘要： 上行开采是一种特殊地质条件的采煤方法.矸石充填法是近几年发展起来并广泛运用煤矿开采,但在上行充填开采应用中研究较少.经过理论推导,得出了矸石充填法在上行开采应用的基本原理;基于弹性地基梁理论分析,得出矸石充填开采时顶板岩梁下沉曲线公式,进而得出影响矸石充填开采采场覆岩移动的主要因素是:充填体的地基系数、控顶区地基系数以及欠顶量.以贵州盘江山脚树矿22189工作面为背景,结合数值模拟技术,经上行试采,结果表明:当矸石充填欠顶量小于0.5m,充填体弹性模量0.5GPa时18#煤层矸石充填上行开采满足了15#煤层开采的要求,与理论分析结果基本一致.为类似煤矿提供了可靠的理论与实践基础.

摘要： 受煤层采动影响,在其范围内的岩体压力平衡被破坏,岩体地应力释放、裂隙进一步发育,为瓦斯高效抽采创造了有利条件.利用FLAC3D数值软件研究了首采层4号煤层采动过程中上覆煤岩体应力、位移和瓦斯压力分布特征,并开展了现场工程验证.数值模拟和现场实测数据表明,首采层4号煤层开采对2号煤层的卸压保护效果明显;卸压保护范围内8263工作面吨煤钻孔量同比减少0.1161m/t,抽采达标时间同比减少13.5天.

摘要： 大兴煤矿赋存10个主层煤,北二二层首采面N2203采煤面回采期间瓦斯涌出量大,虽然采取了一些治理措施,但瓦斯浓度仍时有超限.通过在其运输巷施工钻场,钻场内施工底板岩石近水平长钻孔抽采下邻近层卸压瓦斯,降低了工作面及回风流的瓦斯涌出量,有效解决了工作面瓦斯浓度超限的问题.分析下邻近层钻孔终孔点合理位置,解疑下邻近层施工问题.

摘要： 我国煤层群分布广泛,为解决上部煤层含水量大、煤与瓦斯突出、冲击矿压等问题,上行开采被广泛采用,通常需在上行开采采动影响的裂隙带或弯曲下沉带内布置巷道,巷道维护极其困难,对上行开采的制约日益突出.本文以典型的煤层群上行开采为工程背景,采用现场实测、理论分析、物理模拟和数值计算相结合的综合研究方法,对上行开采上覆岩层应力场、裂隙场进行了研究,揭示了上行开采采动应力分布特征及裂隙时空演化规律,考虑采动巷道围岩稳定性对土行开采顶板岩层进行区划研究,进一步分析顶板巷道破坏、应力环境及围岩稳定性影响因素,通过侧压系数、断面形状、围岩强度等研究提出了上行开采顶板巷道稳定性控制原理和关键技术,为上行开采顶板巷道支护提供理论依据.

摘要： 本发明针对低透气性瓦斯突出矿井，具有渗透性低、含气量低的特点的煤储层，通过开采保护层与地面瓦斯抽采相结合，使临近煤层快速卸压，地面高效快速抽采煤层气，提出一种井上下联合抽采煤层气，煤与煤层气边抽边采的共采技术体系。从而最大限度代替高抽巷和底抽巷，有效降低煤矿瓦斯治理成本，增加地面煤层气井产量，降低煤矿瓦斯突出风险和瓦斯超限事故出现频率，提高采煤效率，实现煤矿开采的安全高效。

摘要： 本发明针对低透气性瓦斯突出矿井，具有渗透性低、含气量低的特点的煤储层，通过开采保护层与地面瓦斯抽采相结合，使临近煤层快速卸压，地面高效快速抽采煤层气，提出一种井上下联合抽采煤层气，煤与煤层气边抽边采的共采技术体系。从而最大限度代替高抽巷和底抽巷，有效降低煤矿瓦斯治理成本，增加地面煤层气井产量，降低煤矿瓦斯突出风险和瓦斯超限事故出现频率，提高采煤效率，实现煤矿开采的安全高效。

摘要： 本发明公开了一种煤层群的煤层气开采方法，每个煤层群均钻设一口水平井，使得每个煤层群均能够与井筒有足够大的接触面积，而且在两个相邻位置的煤层群的水平井通过钻设的分支井眼连通，实现多个煤层群的水平井的连通，排采时实现多个煤层群的合采，多个煤层群发挥协同降压效应，形成相邻煤层群的压降漏斗，有效改善储层的渗漏率，最大程度的增加储层产能，且合采过程兼顾了含煤地层中煤层气含量高的所有煤层群，有效提高了煤层群的煤层气产能。

摘要： 一种大间距薄煤层群多底水平井分段压裂高效抽采煤层气方法，包括结合煤矿开采规划及煤层气资源等因素，在富集煤层的层段组成2‑3个目标产层组、根据目标产层组设置多底水平井各个分支井筒布置的层位、确定U型或L型多底水平井井身结构，进行钻井、下套管固井施工、分别对多底套管水平井各个分支的井筒进行射孔、分段穿多层压裂、进行压裂后压降、放喷、冲砂、洗井的施工以满足排采设备下入需求、安装排采设备，进行精细排采、施工丛式U型或L型多底套管水平井井组；本发明其能克服目前目标产层厚度不足、水力压裂改造影响范围小和增产效果不好等问题，实现大间距薄煤层群的煤层气快速高效抽采，显著提高单井煤层气产量和采收率，满足矿井瓦斯治理达标要求，解决抽掘采失调的问题。

摘要： 一种近距离高瓦斯煤层群薄煤层无人工作面开采设备及方法，属于薄煤层无人工作面开采设备及方法。在工作面进风巷内布置集中控制中心，主监控台利用监测监控分站实时监测工作面采煤环境、顶板稳定、煤仓仓位及检测设备工况；电液控制台监测液压支架工况、利用支架红外线传感器以采煤机位置为依据实现跟机自动化控制及控制参数配置；通讯控制平台利用监控主机在线监测数据处理分析的结果，完成工作面顺序启停机、跟机自动控制、自动记忆割煤控制、自动控制设备运行及控制参数配置，实现难采薄煤层工作面采煤的自动化、无人化。在巷道集中控制中心内控制和监测，将工人从难采薄煤层工作面内解放出来，降低了工人劳动强度，提高了生产效率和安全状况。

摘要： 本发明公开一种开采煤层底板岩石作为保护层增加近距离突出煤层群透气性的方法。该方法是在没有保护层开采条件下，利用突出煤层底板合适层位的软弱泥岩作为保护层，采用配套的综采设备开采泥岩，人为在突出煤层底板构造采空区空间，迫使突出煤层及其顶底板变形、膨胀，增加突出煤层透气性。相邻两个泥岩工作面之间未充分卸压区，采用扇形穿层钻孔预抽瓦斯。泥岩保护层工作面采用下行通风，采用沿空留巷，为扇形穿层钻孔抽采瓦斯争取时间，工作面通风方式采用Y型通风。被保护的近距离煤层群开采时，采取由上而下的开采顺序，被保护层(1)至少开采两个区段后，再开采被保护层(2)。

摘要： 本发明的实施例提出一种近距离突出煤层群首采煤层的瓦斯防治方法，具体步骤如下：S1在邻近所述已采工作面的待开采工作面的上方裂隙带区域掘进出高抽巷；S2在所述待开采工作面掘进出与所述待开采工作面对应的轨道顺槽和切眼，所述原轨道顺槽通过沿空留巷形式留下并作为所述待开采工作面的胶带顺槽，在所述待开采工作面内布置首采顺层钻孔；S3在所述下邻近煤层掘进底抽巷，在所述下邻近煤层内布置与所述底抽巷的抽采管路连通的底采顺层抽钻孔，其中所述底抽巷能够作为所述下邻近煤层的轨道顺槽和/或胶带顺槽使用；S4重复步骤S1至步骤S3，直至所述首采煤层开采结束。因此，本发明实施例的近距离突出煤层群首采煤层的瓦斯防治方法具有降低开采成本、提高安全性和开采效率的优点。

摘要： 一种大间距薄煤层群多底水平井分段压裂高效抽采煤层气方法，包括结合煤矿开采规划及煤层气资源等因素，在富集煤层的层段组成2‑3个目标产层组、根据目标产层组设置多底水平井各个分支井筒布置的层位、确定U型或L型多底水平井井身结构，进行钻井、下套管固井施工、分别对多底套管水平井各个分支的井筒进行射孔、分段穿多层压裂、进行压裂后压降、放喷、冲砂、洗井的施工以满足排采设备下入需求、安装排采设备，进行精细排采、施工丛式U型或L型多底套管水平井井组；本发明其能克服目前目标产层厚度不足、水力压裂改造影响范围小和增产效果不好等问题，实现大间距薄煤层群的煤层气快速高效抽采，显著提高单井煤层气产量和采收率，满足矿井瓦斯治理达标要求，解决抽掘采失调的问题。

摘要： 本发明公开了一种煤层群的煤层气开采方法，每个煤层群均钻设一口水平井，使得每个煤层群均能够与井筒有足够大的接触面积，而且在两个相邻位置的煤层群的水平井通过钻设的分支井眼连通，实现多个煤层群的水平井的连通，排采时实现多个煤层群的合采，多个煤层群发挥协同降压效应，形成相邻煤层群的压降漏斗，有效改善储层的渗漏率，最大程度的增加储层产能，且合采过程兼顾了含煤地层中煤层气含量高的所有煤层群，有效提高了煤层群的煤层气产能。

摘要： 本发明公开了一种深部低渗松软煤层群的煤与煤层气协调生产方法，其包括以下步骤：步骤A：根据开采矿区的煤层气压力、煤层气含量、煤质松软度以及透气性，确定保护层和被保护层，对远景区进行开采规划，通过地面钻井注浆压裂技术增大保护层和被保护层的原始透气性；步骤B：靠近所述保护层掘进岩石巷道，并向计划施工于保护层的采准巷道周边布置穿层钻孔卸压抽采煤层气，在满足条件后，施工所述采准巷道，工作面生产条件形成后，通过所述采准巷道布置顺层钻孔抽采保护层工作面的煤层气；本发明深部低渗松软煤层群的煤与煤层气协调生产方法按照煤与煤层气协调共采的时空关系，提出的抽采模式便于施工，具有很好的矿山煤与煤层气协调共采的经济性。