高瓦斯煤层

摘要： 深部煤层冲击地压诱发瓦斯涌出、突出事故频繁发生,对井下安全生产带来了巨大威胁,厘清瓦斯对煤岩力学性质、冲击倾向性演化规律是建立有效防治手段的基础。运用物理试验方法,基于自主研发的可视化煤岩流−固耦合试验系统,研究瓦斯压力影响的煤岩吸附、力学性质及碎块分布规律,分析瓦斯影响的煤岩冲击能指数演化特征与机制。结果表明:具有强冲击倾向性煤岩的瓦斯等温吸附曲线符合Langmuir模型,随瓦斯压力升高,煤岩软化特性越发明显,弹性模量、软化模量均呈阶段性降低,瓦斯对二者在煤岩峰值前后具有不同的影响效果且存在临界压力,试样破坏形式呈“脆性张拉→剪切→张拉+塑性流动”过渡,冲击能指数与试样碎块尺度均呈先减小后增大的“V”形变化特征,破碎后具有更多盈余能;含瓦斯煤岩小尺度碎块是灾害发生的客观条件,瓦斯膨胀能为煤体动态失稳提供了额外的能量,增大了冲击地压发生过程的强动力性和破坏性,这种煤岩基质骨架与瓦斯运移的固−流耦合降低了冲击地压发生的临界指标且具有更高的致灾潜能。研究成果与启示为进一步判定深部高瓦斯煤层灾变倾向并建立行之有效的防治手段提供了试验基础和研究思路。

摘要： 针对瓦斯抽采顺层钻孔水力冲孔造穴塌孔严重,抽采效率低的问题,提出钻冲护一体化水力卸压筛管护孔瓦斯高效抽采技术,并研发钻冲护一体化装置,实现瓦斯抽采顺层钻孔钻进、水力冲孔造穴和不提钻随钻下筛管的一体化施工。现场试验结果表明:钻冲护一体化水力卸压筛管护孔瓦斯高效抽采技术筛管下入率达98%,是原有水力冲孔造穴技术的2.18倍,是普通钻孔的1.96倍;钻孔平均瓦斯抽采纯量达到0.258 m^(3)/min,是原有水力冲孔造穴技术的1.8倍,是普通钻孔的4.86倍;钻孔瓦斯流量衰减系数为0.016 d,是原有水力冲孔造穴技术的19.4%,是普通钻孔的48.3%。钻冲护一体化水力卸压筛管护孔瓦斯高效抽采技术提出及装置研发提高了筛管下入率,减小了瓦斯流量衰减系数,有效提高了瓦斯抽采效率。

摘要： 为解决建北煤矿高瓦斯煤层自然发火早期精准预测预报的难题,以该矿4204工作面煤层为研究对象,利用程序升温实验重点分析不同粒径煤样在升温氧化过程中CO、CO_(2)、C_(2)H_(6)、C_(2)H_(4)等气体体积分数的变化规律,通过格氏火灾系数等方法进行处理分析。结果表明,建北煤矿煤样出现CO的临界温度为60~80°C,且整体变化趋势呈指数增长,CO气体产生量与粒径呈反比关系;C_(2)H_(4)出现的温度约为120°C,且煤样粒径越小其体积分数增长越快。依照指标气体优选原则,确定建北煤矿4204工作面高瓦斯煤层煤自燃的优选指标:主要气体指标为CO、第二类火灾系数;辅助气体指标为C_(2)H_(4)、烯烷比Φ(C_(2)H_(4))/Φ(CH_(4))和Φ(C_(2)H_(4))/Φ(C_(2)H_(6))、第三类火灾系数。应用指标气体CO和煤温进行函数曲线拟合,进一步验证煤自燃程度。研究结果为建北煤矿高瓦斯煤层自燃预报提供了理论依据,对我国同类工况条件的高瓦斯煤层煤自燃早期预测预报与超前防控具有重要的指导意义。

摘要： 以福达煤业15#煤层15203工作面为应用背景,对本煤层瓦斯进行预抽,在回采期间对工作面的上隅角及回风巷内瓦斯通过高位定向钻孔进行抽采。实践表明,工作面绝对瓦斯涌出量得到有效控制,抽放效果较好,为矿井的安全生产起到有力的保障。

摘要： 瓦斯抽采是煤矿瓦斯灾害治理的关键,煤层结构改造是瓦斯抽采的核心问题,干胀致裂是实现煤层结构改造的有效途径.本文提出一种煤层干胀致裂增透技术,利用自制的干胀致裂试验系统,采用低密度泡沫混凝土相似材料来模拟煤岩体,开展了干胀致裂物理试验,得到了有围压、无围压两种条件下煤岩体相似材料的致裂规律和致裂效果.结果表明:无围压条件下,混凝土试件的起裂压力为2.04～3.17 MPa,且呈径向拉伸破坏,大致呈现两种裂纹形态,一种是以膨胀管为中心产生两条对称的贯穿裂纹;另一种是以膨胀管为中心产生3条夹角约为120°的裂纹,致裂时间为10～40 s.有围压条件下,混凝土试件破坏程度增大.起裂压力为4.50～6.78 MPa,产生了3条主裂纹和8～14条次生裂纹,致裂时间30～400 s.主裂纹大致沿最大主应力方向扩展,试件开裂形成宏观裂纹后,增大致裂压力,可以进一步促进次生裂纹发育.煤层干胀致裂技术,其致裂能量集中,加载类型多样,裂隙发育充分,煤层结构得到有效改造,可为煤层结构改造提供一种新的技术与理论支撑.

摘要： 为了提高煤层采前瓦斯预抽效率,降低矿井瓦斯灾害治理成本,在彬长矿区孟村煤矿开展高瓦斯煤层注液态CO2驱替瓦斯技术工业试验.研究了煤层注液态CO2过程中工艺关键参数和CO2在煤层中的有效影响半径,以期为工艺优化和技术推广提供依据.工业试验结果显示:煤层注液态CO2过程中压力、流量、泵压等关键参数呈现波动特性,反映了煤层注液态CO2过程中的动力学特征.通过液态CO2压注过程中煤层CO2浓度和温度的变化,可知工业试验过程中CO2液相渗流半径达到5m,气相扩散半径为20m.相比原始煤层瓦斯抽采,液态CO2驱替煤层瓦斯浓度提升3.61倍,流量提升6.79倍,瓦斯抽采效率提高,瓦斯抽采成本降低,为煤层瓦斯灾害的治理提供了技术借鉴.

摘要： 为研究高瓦斯煤层冲击地压-瓦斯突出复合灾害问题,以高瓦斯煤层圆形断面巷道为例,以阜新恒大煤矿高瓦斯厚煤层运输平巷为工程背景,通过分析得到了冲击地压-瓦斯突出复合灾害的发生条件,分析了相关因素对临界塑性区半径和临界载荷的影响.结果表明:临界塑性区半径随模量比增大而增大,随泊松比增大而减小,随剪胀角增大而减小,随内摩擦角增大而减小;临界载荷随模量比增大而增大,随泊松比增大而减小,随剪胀角增大而减小,随内摩擦角增大而增大,随黏聚力增大而线性增大,随有效应力系数增大而线性增大,随支护阻力系数增大而线性增大,随原始瓦斯压力增大而线性增大,随巷道内壁瓦斯压力增大而线性减小,随瓦斯压力差的增大而增大.

摘要： 为解决五轮山煤矿采煤工作面上隅角瓦斯超限问题,缓解采、掘衔接紧张现状,提出了采用混凝土块砌墙方式的沿空留巷技术.通过对留巷墙体混凝土砌块强度、砌墙工艺、墙体稳定性控制等方面进行分析研究,提出了适合矿井条件下沿空留巷方案.应用后表明:混凝土块砌墙能够有效的保证顶板的稳定性及完整性,沿空留巷断面为原断面的72％,满足巷道使用要求.利用留巷巷道实现了采煤工作面的Y型通风方式,消除了瓦斯积聚,同时有效缓解了矿井采掘接续紧张局面.

摘要： 山西霍尔辛赫煤矿中部进风立井井筒在施工过程中,严格按照"一通三防"技术管理体系中有关井筒探揭非突煤层管理基本流程,对井筒中的3号煤层进行探测和预报,实现快速安全施工.

摘要： 冲击地压发生的实践表明,在高瓦斯煤层中,高瓦斯压力极有可能促进冲击地压发生。因此在高瓦斯煤层中,防治冲击地压必须考虑瓦斯对冲击地压的作用.在防治冲击地压的同时,要有针对性地进行瓦斯的防治。本文针对高瓦斯煤层冲击地压防治技术进行了探讨，并在平煤十矿、十一矿取得了良好效果。文章指出，可以通过水力压裂、煤层注水、松动爆破、前探卸压等方法对瓦斯岩爆进行防治。这些方法既能降低高瓦斯煤层中高瓦斯压力，又能起到防冲击地压的目的。

摘要： 为保障通化矿区深部高瓦斯煤层安全开采,对煤层冲击倾向性进行了研究,针对八宝煤矿、松树煤矿、道清煤矿、六道江井、永安煤矿的煤层做了冲击倾向性测试,对煤层试样进行了力学性质与动态破坏特性的试验研究,并结合了冲击倾向性数值模拟分析研究,分析了矿区水平应力、垂直应力、最大主应力大小及分布规律.

摘要： 中国西南山区地形地质条件十分复杂，不良地质分布广泛。其中高瓦斯煤层尤为突出。引发的地质灾害在铁路施工、运营期间往往酿成人员伤亡、财产损失、中断行车等重大事故,尤其对隧道工程的危害最大。因此，隧道通过这些不良地质地段时，为保证隧道施工及运营安全,隧址的选择研究十分重要,往往控制局部线路方案。文章结合长昆客运专线壁板坡隧道勘测设计过程中针对高瓦斯煤层不良地质进行方案研究的情况，总结复杂艰险山区高速铁路在高瓦斯煤层不良地质地段隧址选择经验与原则，对保证工程安全可靠、方案经济合理，指导山区客专铁路复杂地质隧址的选择具有一定意义。

摘要： 本文介绍我国放顶煤开采技术的发展过程，阐明放顶煤采煤法是一种既高产又安全的采煤方法。对于高瓦斯煤层进行放顶煤开采，在硬顶煤和硬顶板特殊的地质条件下，必须采取特殊的措施才能安全开采。

摘要： 在许瞳煤矿开采高瓦斯、近距离中煤组煤层组时,针对7226工作面机巷沿空掘进、回采期间的瓦斯涌出特点,分源治理,掘进期间运用了“区域均压调整、局部抽采跟进、后路供风增压”等沿空掘进工作面瓦斯立体治理技术,回采期间运用了“顺层钻孔预抽本煤层瓦斯、高位钻孔及上隅角埋管抽采采空区瓦斯、高位顶板超前卸压钻孔抽采71、72煤层超前卸压瓦斯、下向穿层卸压拦截钻孔抽采底板8煤层卸压瓦斯”等工作面瓦斯立体抽采技术,解决了采掘过程中瓦斯瓶颈问题,实现了中煤组采掘工作面的安全生产.

摘要： 在传统井巷揭煤防突技术基础上,针对深井低透气性高瓦斯突出煤层揭煤中的难题,提出了煤层强化增透,抽采松动煤体卸压瓦斯,先抽后揭的安全揭煤技术路线.探索了井巷揭煤过程中工作面围岩支撑压力形成机制及含瓦斯煤岩体的蠕流变特性,获得了深井井巷揭煤前后,井巷周围煤岩体应力重新分布、卸压瓦斯渗流和涌出规律.成功的研究出了高瓦斯低透气性突出煤层强化增透、瓦斯高效抽采、煤体固化、钻孔截流抽采、先抽后揭的安全快速井巷揭煤关键技术,现场应用获得了显著效果.

摘要： 铁法矿区现主采4、7煤层,都是低透气性难抽放的高瓦斯煤层,也都是易自燃煤层。本文利用传统的U型通风方式,工作面瓦斯积聚和超限现象时有发生的问题。文中应用无煤柱原位沿空留巷技术,在小青矿E1403综采工作面进行实验研究。实现了低透气性煤层群煤与瓦斯共采,减少了半煤岩巷道掘进率,缓解了接续紧张；无煤柱开采,提高资源采出率；用Y型通风,改善了通风系统,防止瓦斯灾害发生。

摘要： 龙煤矿业集团鸡西分公司杏花煤矿开采的30#煤层为高瓦斯煤层,通过采用本煤层钻孔抽放、高抽巷抽放和仰角钻孔抽放等多元抽放方法治理本层及邻近层瓦斯,并配有专用瓦斯尾排巷等手段进行综合治理,有效解决了上隅角及回风瓦斯超限问题,实现了工作面的高产高效.

摘要： 波兰境内硬煤矿的煤层甲烷饱和度不断增大，产量密度(output concentration)的增加成为少数几个长壁矿井甲烷排放量集中的原因之一，从而使得这些长壁中甲烷危险性增大。基于现有的通风/甲烷标准，对于设计长壁和开采中长壁的甲烷危险程度进行统一的评估可以及时识别危险级别并确定产量密度许可的规则，换言之，在危险客观存在时可确定安全的长壁进度。rn 本文提出了一种甲烷危险评估的方案，可以确定安全的产量密度，该方案于2005年在波兰硬煤矿实行，对于甲烷浓度大于2.5m3CH4/Mgpcs的煤层，长壁设计和开采两个阶段都适用本方案。

摘要： 针对祁南煤矿3煤层瓦斯赋存规律,采用下向顺层长钻孔递进掩护区域性瓦斯抽采方法,强化抽放,消除了煤与瓦斯突出危险,降低了瓦斯含量,实现了煤巷安全快速掘进;回采过程中采用立体综合抽放方法,实现困难条件下综采工作面高产高效。

摘要： 本发明属于煤层钻孔瓦斯流量测量装置领域，涉及一种富含水、高瓦斯压力煤层的钻孔瓦斯流量测量装置及方法，包括与钻孔连通的集气缓冲装置，设置在集气缓冲装置外的集水器以及与该集气缓冲装置连通的流量测量仪器表；蓄水室上方的外壁上设置有与集水器连通的排水孔，该排水孔上安装有液体计量仪。本发明能够有效的防止钻孔内的积水瞬间释放冲坏流量测量仪器表，起到保护流量测量仪器表的作用，通过该装置排除了在测量钻孔瓦斯流量是钻孔内的积水对流量测量仪器表的影响，从而达到准确的、连续的测量钻孔内的瓦斯流量，缩短了测量时间，提高了煤矿瓦斯参数测量准确度，降低了矿井瓦斯治理费用。

摘要： 本发明公开了基于煤层瓦斯含量分级分析的高瓦斯矿井区域防突方法，涉及煤矿开采技术领域，其技术方案要点是：建立依据瓦斯含量进行分区分级防突处理的多个标准临界值；获取目标区域的煤层瓦斯含量信息、煤层埋深信息和煤层坚固性系数；监测目标区域中地质条件发生异常情况的异常变化量，并根据异常变化量以及相应地质构造的发育程度综合分析得到修正因子；根据修正因子对标准临界值进行修正处理，得到实际临界值；根据煤层埋深信息、煤层坚固性系数以及实际临界值从数据库中匹配得到防突策略，以防突策略对目标区域进行防突处理。本发明能够的从预构建的数据库中快速匹配防突策略，利于快速展开高瓦斯矿井区域防突处置工作。

摘要： 本发明涉及一种高瓦斯或煤与瓦斯突出煤层回采工作面顺槽的快速建设方法，属于煤矿安全技术领域，本发明通过在煤巷断面上沿回采工作面顺槽的外轮廓线两侧均匀施工若干注浆钻孔，随即快速封堵后，实施注浆，待浆液固化后，将回采工作面顺槽拟延伸的煤体与两帮完全隔绝，而后沿顺槽的延伸方向施工改造抽采钻孔，并通过造穴装置对其进行造穴，提高抽采瓦斯的影响范围，并辅助常规瓦斯抽采钻孔对煤体实施瓦斯抽采，缩短高瓦斯或煤与瓦斯突出煤层回采工作面顺槽煤体的瓦斯抽采达标时间。本发明为矿井的瓦斯抽采提供良好的时空条件，有助加快高瓦斯或煤与瓦斯突出煤层回采工作面的建设进度，进一步保障矿井释放先进产能，是建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系的重要技术支撑。

摘要： 本发明属于煤层钻孔瓦斯流量测量装置领域，涉及一种富含水、高瓦斯压力煤层的钻孔瓦斯流量测量装置及方法，包括与钻孔连通的集气缓冲装置，设置在集气缓冲装置外的集水器以及与该集气缓冲装置连通的流量测量仪器表；蓄水室上方的外壁上设置有与集水器连通的排水孔，该排水孔上安装有液体计量仪。本发明能够有效的防止钻孔内的积水瞬间释放冲坏流量测量仪器表，起到保护流量测量仪器表的作用，通过该装置排除了在测量钻孔瓦斯流量是钻孔内的积水对流量测量仪器表的影响，从而达到准确的、连续的测量钻孔内的瓦斯流量，缩短了测量时间，提高了煤矿瓦斯参数测量准确度，降低了矿井瓦斯治理费用。

摘要： 本实用新型属于煤层钻孔瓦斯流量测量装置领域，涉及富含水、高瓦斯压力煤层的钻孔瓦斯流量测量装置，包括与钻孔连通的集气缓冲装置，设置在集气缓冲装置外的集水器以及与该集气缓冲装置连通的流量测量仪器表；集气缓冲装置包括蓄水室与集气室，蓄水室上方的外壁上设置有与集水器连通的排水孔，该排水孔上安装有液体计量仪。本实用新型能够有效的防止钻孔内的积水瞬间释放冲坏流量测量仪器表，起到保护流量测量仪器表的作用，通过该装置排除了在测量钻孔瓦斯流量是钻孔内的积水对流量测量仪器表的影响，从而达到准确的、连续的测量钻孔内的瓦斯流量，缩短了测量时间，提高了煤矿瓦斯参数测量准确度，降低了矿井瓦斯治理费用。

摘要： 一种高瓦斯煤层原位热解瓦斯流态化开采方法，适用于低渗透性、低温强氧化性、高瓦斯含量煤层或封闭采空区遗留煤层使用。从地面向目标煤层或封闭采空区遗留煤层钻取水平钻井和瓦斯抽采钻井，利用爆破方式使得水平钻井周围产生大量的裂隙，竖井封孔，将适当流速的空气注入水平钻井内，当目标煤层或遗留煤层与少量空气接触一定时间后，使用击火器使煤层发生阴燃，升高的温度可诱发大量多尺度孔裂隙间的贯通，促进煤层中的吸附瓦斯解吸，同时，阴燃产生的CO2气体可有效驱替煤基质内吸附态瓦斯，使其沿着裂隙网络发生渗流扩散，最终经由瓦斯抽采钻井进行负压抽采。该方法可行性高，操作简单，能够最大限度地实现煤炭资源高效利用。

摘要： 本发明公开了一种高瓦斯煤层无煤柱开采及瓦斯治理的方法，适用于煤矿井下使用。首先开掘工作面A两侧的回采巷道及工作面B的运输巷，开掘期间在巷道帮部打设顺层钻孔预抽煤层瓦斯，继续开掘两个工作面的开切眼并贯通；此时工作面A属“Y+L”型通风系统，工作面通风量较大，有利于将上隅角处瓦斯冲淡和排出，克服上隅角瓦斯积聚难题。工作面A回采期间以沿空留巷方式保留其进风巷、以迎采掘巷的方式布置工作面B的回风巷，A工作面回采后B工作面接替回采，实现了“W”型综放面顺序接替“Y+L”型综放面，B工作面回采期间以带采方式回收两工作面之间的护巷煤柱，实现了无煤柱开采，有效提升矿井的采出率，解决了高瓦斯工作面内上隅角瓦斯治理难题。

摘要： 本发明旨在提出高瓦斯煤层群高、低位巷协同抽采瓦斯技术方法，首先通过离散元模拟软件构建煤系地层数值模型，模拟回采工作面推进过程中上覆岩层裂隙密集发育的区域范围；然后运用分源预测法测算回采煤层的瓦斯涌出规律；进而构建高、低位巷流场数学模型和三维物理模型，模拟分析不同负压、垂距和平距条件下高、低位巷瓦斯抽采效果，确定高、低位巷合理的协同抽采技术参数，据此布置瓦斯抽采系统并实时监测工作面上隅角及回风流瓦斯浓度。通过本发明的实施，能够有效拦截高瓦斯煤层群回采工作面回采时邻近层及采空区的高浓度瓦斯，解决了高瓦斯煤层群开采工作面瓦斯超限的问题。

摘要： 本发明公开了一种高瓦斯煤层倾向高抽巷布置方式及瓦斯抽采方法，该方法主要包括：倾向高抽巷、回风巷、钻场、运输巷。其特征是：在待采工作面回风巷侧施工一组钻场，在每个钻场内沿倾向方向布置一条倾向高抽巷，使倾向高抽巷位于待采工作面顶板岩性相对稳定的岩层中，并保证高抽巷处于煤层开采后形成的裂隙带的下部，在煤层开采的过程中，倾向高抽巷与采空区连通，由于瓦斯的上浮作用，大量瓦斯沿裂隙向高抽巷流动，并逐渐充满高抽巷，然后通过高抽巷预置的抽采管路抽采瓦斯。本发明能降低回风流和上隅角的瓦斯浓度，防止瓦斯超限，可实现高瓦斯煤层瓦斯的高效抽采。

摘要： 本发明公开了一种厚硬顶板高瓦斯煤层瓦斯抽采系统及抽采方法，属于煤矿开采技术领域。抽采系统包括瓦斯机房，其设于地面上；大钻孔，其自地面竖直向下开设至基本顶坚硬岩层处；爆破钻孔，其有若干个，自大钻孔的孔底沿周向延伸开设于基本顶坚硬岩层中；瓦斯抽采钻孔，其形成于大钻孔下方；分支抽采钻孔，其有若干个，自瓦斯抽采钻孔底部沿周向延伸开设于煤层中；爆破钻孔中布置有炸药，分支抽采钻孔与瓦斯机房连通。本发明在工作面开采前实施，仅需在地面上开设一处钻孔，既能有效解决利用煤层中高瓦斯气体，同时也可以对该处地质区域中的厚硬基本顶进行爆破卸压，确保了该处地质区域工作面开采推进过程中的安全性，有效提高了开采效率。