保护层开采卸压瓦斯抽采技术研究

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为防止被保护层中瓦斯大量涌向保护层工作面,造成其工作面上隅角和回风巷瓦斯超限,基于采空区上覆岩层"三带"中瓦斯运移规律,利用高位钻孔抽放被保护层卸压瓦斯。通过在羊东矿8458工作面应用实践,采用理论计算与数值模拟确定裂隙发育带的高度,并对高位钻孔参数进行优化设计,结果表明:该工作面单孔纯瓦斯抽采量由0.5m3/min提高到0.8m3/min,回风巷瓦斯浓度由0.9%降低到0.4%,上隅角瓦斯浓度由1.2%降低到0.6%,提高了瓦斯抽放率,保证了工作面安全回采。

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近距离上保护层开采保护范围研究

通过对数值模拟研究平煤十一矿己二采区己14-15—22090工作面保护层开采的保护范围,在走向和倾向上分别布置两组钻孔测定保护层开采后被保护层的瓦斯参数,根据测压钻孔确定被保护层在理论保护线两侧瓦斯压力分布,通过瓦斯压力确定被保护层保护范围,并结合数值模拟和现场测试,确定保护范围为沿走向的卸压角为56°,沿倾向的卸压角为71.57°,保护层开采后,被保护层的透气性增大了18.44~171.39倍。

2020-05-23
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基于FLAC3D的保护层开采防突数值模拟分析

煤与瓦斯突出对于矿井的开采具有严重危险性。对于这种煤层的开采采取的最有效的措施就是开采保护层。本文针对试验矿井煤层赋存和瓦斯存在的危害性进行研究,提出抽采被保护层卸压瓦斯的技术,利用FLAC3D数值模拟软件,严格按照现场标准模拟被保护层开采后的卸压情况。

2020-05-14
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保护层开采保护层抽采钻孔施工位置的确定

为了底板上向穿层钻孔施工安全和增强被保护层卸压瓦斯抽采效果,依据上保护层回采过程中被保护层具有严重突出危险时穿层钻孔施工及瓦斯抽采现状,以祁东煤矿保护层开采为例,通过矿山压力、弹性力学理论和FLAC3D数值模拟软件对上保护层回采时被保护煤层上向穿层钻孔的合理布孔位置和施工时间进行了研究。结果表明:被保护9#煤穿层钻孔在滞后保护层工作面平面距离16~26 m处施工最合理、最安全。

2020-05-01
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远距离下保护层开采的保护效果数值分析

针对向阳煤矿远距离下保护层开采问题,理论分析了远距离下保护层开采的可行性及科学性;运用计算机数值模拟的方法,模拟远距离下保护层开采过程中被保护层的应力分布规律和膨胀变形程度,分析层间距与岩层岩性对开采保护层保护效果的影响,得出远距离下保护层开采对被保护层的保护效果。计算分析认为:开采保护层一1煤层对被保护层二1煤层起到了一定的保护效果,结合保护层开采和瓦斯预抽采可以实现有效消突。

2020-05-28
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保护层开采压时空效应及被保护层抽采钻孔优化研究

采用理论、数值模拟综合方法,研究了中远距离上保护层开采底板应力场演化、分布规律,发现上保护层长壁式开采采空区底部煤岩层倾斜方向呈凹形、走向平面呈"O"形的卸压球壳,卸压角在其切眼或终采线附近隅角处最小,底部被保护范围煤层的中部卸压效果比两侧的卸压效果佳,即被保护范围煤层倾斜中部的抽采半径比两侧的抽采半径要大;在走向上被保护层卸压滞后保护层采煤工作面一定距离,可以此研究成果指导被保护层钻孔瓦斯抽采工作。

2020-05-02
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保护层开采层位选择及采高确定

为了解除主采煤层瓦斯突出威胁,设计采用先开采保护层的方案,利用保护层开采过程中形成的裂隙带,释放被保护层的瓦斯。文中对煤层开采形成的“两带”高度进行预测,最终确定一8煤层为保护层,并通过计算煤层顶板裂隙发育高度,确定合理保护层开采高度为1.2m,为该矿高瓦斯煤层开采提供设计参考。

2020-04-18
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保护层开采技术在大采深突出矿井的应用

九龙矿为大采深突出矿井,按规定须优先采用开采保护层区域防突措施,为确定下保护层开采的保护范围,需对下保护层开采过程中的被保护层的相关参数进行现场考察试验。根据九龙矿保护层开采的技术条件,进行了保护层开采参数考察方案设计、研究了被保护层瓦斯压力随保护层工作面回采的变化规律,据此,确定了考察范围内保护层沿倾斜和走向方向的的卸压角,进而划定了保护层的有效保护范围,并在下保护层开采过程中对保护效果进行了考察。

2020-05-26
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保护层开采的保护效果及裂隙带分析

作为最有效的区域防突措施,王行庄煤矿进行了保护层开采的实践,通过对煤层瓦斯压力、瓦斯含量、透气性系数的变化分析,考察了上保护层开采后对被保护层的保护效果,保护层开采前后各考察指标变化表明保护效果良好。针对在上保护层开采过程中底板煤岩体裂隙分布研究较少的情况,通过数值模拟,得到上保护层开采后底板裂隙带分布,分为底板变形破坏带和底板塑性变形带,同时划分了"上三带"各带高度。

2020-05-25
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极薄保护层开采的保护效果研究

为考察极薄保护层开采后对被保护层的保护效果,以平煤十二矿己15突出煤层为研究对象,拟将其上部9~12 m厚度0.3~1.1 m的己14极薄煤层作为保护层开采,以达到己15被保护层区域消突的目的。通过对被保护层区域防突效果检验指标的现场测试、被保护层工作面瓦斯抽采效果及其开采过程中瓦斯涌出规律分析3种方法,综合评价了保护层开采对被保护层的保护效果。被保护层瓦斯抽采效果表明,保护层工作面开采过程中,被保护区域最大日瓦斯抽采量增加17.61倍,月瓦斯抽采量增加了11.48倍,风排瓦斯量增加了2.74倍;区域防突效果检验效果表明,瓦斯残存量在1.91~7.37 m~3/t范围内;瓦斯涌出规律表明:被保

2020-05-23
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保护层开采保护层体积应变与渗透特性相似模拟研究

保护效果分析是保护层开采的关键技术之一,体积变形与渗透特性是评价保护效果的核心指标。以长平矿3号煤层下保护层开采防治瓦斯灾害为工程背景,基于实验室相似模拟研究平台,根据体积应变特征研究被保护层渗透特性演化规律,提出了"四定点围域面积"分析方法,应用其研究被保护层在采动应力变化条件下体积应变特征;建立了体积应变与渗透率相关性数学模型,揭示了被保护层卸压煤岩体渗透特性演化规律。研究成果表明:下保护层工作面推进过程中,被保护层煤体体积应变在空间上依次呈∧型、π型和马鞍型分布;在保护层开采过程中被保护层最大压缩变形率为0.723%,最大膨胀变形率为0.77%。下保护层开采过程中,被保护层煤体渗透性演化

2020-04-17
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远距离上保护层开采保护效果分析

以红菱煤矿西三采区上保护层开采为工程背景,通过总结保护层7煤工作面瓦斯涌出量的变化规律,结合现场实测的12煤瓦斯压力,对远距离条件下上保护层开采的保护垂距进行了考察。结果表明:被保护层12煤虽处于理论计算的最大保护垂距范围外,但仍能得到一定程度的卸压,部分卸压瓦斯可通过采动产生的层间裂隙上浮运移至保护层工作面。这为红菱煤矿远距离条件下上保护层开采的可行性提供了数据支持。

2020-05-26
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突出煤层上保护层开采保护范围的确定

以某突出矿井上保护层开采为研究对象,将底板岩层近似的作为均质的弹性介质,运用弹塑性力学对底板岩层中应力分布进行了理论推导,得出采场底板岩层内的应力分布公式,利用MATLB软件编程求解,分析了保护层底板岩层应力分布规律,结合矿井现场实际情况拟合了该矿上保护层开采下被保护层的保护范围曲线,确定了该矿上保护层开采走向方向的卸压角为39.4°,倾斜方向的卸压角为75°左右。经实测验证:理论计算是可靠的,为保护层开采提供了理论确定方法。

2020-05-13
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保护层开采效果可信度评价模型及其应用研究

围绕保护层开采后对被保护层卸压区效果考察,提出保护层开采效果可信度评价模型,利用模糊AHP算法求解模型中的权重参数。结合现场煤层基本参数计算煤层开采系数R,依据R值范围解算保护层开采可信度的数值,利用该数值大小及变化趋势判断卸压效果和卸压边界。以某矿保护层开采实践为例,煤层开采系数R为48.66,求解得到可信度最小值为0.29343,最大值为0.42817。依据保护层开采规定走向卸压角为60°,模型求解煤层走向卸压角为88°,现场保护层走向扩界后卸压角为90°,模型解算结果与现场实际结果具有较强的吻合性。

2020-05-08
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千米深井保护层开采对下部巷道稳定性影响分析

为研究深井高应力、倾斜岩层条件下,保护层开采对下部巷道稳定性的影响,根据平煤十二矿地质情况,基于相似材料试验对保护层己14煤层开采过程中,下部己15煤层回采工作面的矿压规律进行了模拟研究。结果表明:在保护层开采前后,处于保护层采场外侧的回风巷始终受到高水平应力作用,在开挖60 cm后因采场初次来压影响,巷道下帮水平方向压应力由3.42 kPa增至50kPa,两帮变形较大;而处于保护层采场正下方的运输巷在保护层开采过程中顶板变形破坏较为严重,但保护层开采后,顶板垂直应力由最大值42 kPa降至拉应力-17 kPa,卸压效果非常明显,巷道稳定性好。

2020-05-25
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突出煤层群俯伪斜上保护层开采的保护范围研究

为研究突出煤层群急倾斜煤层俯伪斜工作面上保护层开采的保护范围划定问题,对某矿4-6区首采工作面上保护层开采的保护范围进行了现场考察研究。结果表明:上保护层开采后沿倾向上、下边界保护范围的卸压角分别为85.7°和79.5°,沿走向保护范围的卸压角在倾向不同高度呈不规则分布,为47.1°~74.1°,急倾斜煤层俯伪斜工作面上保护层考察的保护范围与防突规定划定范围有明显差异;保护层开采后,被保护层的透气性系数增大了53~360倍,卸压瓦斯抽采体积分数达到40%~65%,平均抽采率达到了79.1%,保护层开采瓦斯区域治理措施有效降低了被保护煤层开采的突出危险性。

2020-04-29
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不同间距上保护层开采压效应UDEC数值模拟

为了对比研究不同间距上保护层开采时对被保护煤层的保护效果,利用UDEC软件对不同间距上保护层开采卸压效应进行了数值模拟,得到不同间距保护层开采时,被保护层在开采过程中的垂直应力和位移变化规律,结果表明:上保护层开采后,采空区下部的被保护层垂直应力随间距的减小而减小,垂直位移随间距的减小而升高.并且模拟得出开采后不同间距被保护层的卸压率、卸压角和变形膨胀率,为预防煤与瓦斯突出,优化卸压瓦斯抽采系统,提高卸压瓦斯抽采质量浓度、抽采量以及抽采率提供了一定理论依据.

2020-05-14
546KB
高瓦斯抽采条件下保护层开采保护效果研究

以淮南潘三矿近水平煤层下保护层开采工程为研究对象,设计试验研究了在结合瓦斯抽采的条件下下保护层开采保护效果。研究表明,高瓦斯抽采条件下,近水平煤层下保护层开采后保护范围存在扩界空间。在瓦斯抽采率达到81.4%的条件下,保护层开采的卸压角由原来的理论卸压角锐角扩大到直角90°;保护范围内的瓦斯压力由2.4MPa下降到0.18MPa;瓦斯含量由7.1m3/t下降到1.94m3/t。

2020-05-17
282KB
保护层开采保护范围的极限瓦斯压力判别准则

针对传统的保护层开采保护范围的残余瓦斯压力判别准则在实际应用中的局限性,结合某煤矿上保护层开采工程,提出了一种新的保护层开采保护范围的极限瓦斯压力判别准则。根据煤与瓦斯突出的固气耦合失稳理论,通过引入煤体孔隙率与渗透率的动态变化模型,建立了有限变形下煤与瓦斯突出的固气动态耦合失稳模型;针对该工程实例,得到了被保护层发生煤与瓦斯突出的极限瓦斯压力值,从而建立了以极限瓦斯压力值为判定值的保护层开采保护范围的判别准则。研究结果表明,该工程的保护层开采保护范围的极限瓦斯压力判别准则的判定值为0.25 MPa,该准则反映了地应力、瓦斯压力与煤的结构对煤与瓦斯突出的综合作用。

2020-04-27
268KB
保护层开采瓦斯综合治理与利用技术

保护层开采是区域防突最有效、最经济的措施,也是实现煤矿安全生产的根本保证,但保护层开采存在诸多难点,其中最为突出的难题就是保护层开采后大量被保护层(一层或几层煤)瓦斯通过煤岩层裂隙涌入保护层,给保护层回采工作面带来巨大的瓦斯防治压力。介绍了平煤四矿通过确立各煤组开层顺序、实施保护层瓦斯综合治理、建立网络化瓦斯抽采及瓦斯发电体系,实现矿井防突、抽、掘、采、废气利用的技术经验。

2020-04-28
1.88MB
远距离下保护层开采影响保护效果的因素分析

远距离下保护层开采中,影响被保护层保护效果的因素甚多,文中运用计算机数值模拟的方法,分析关键层在覆岩中的位置、工作面长度、煤层倾角、开采煤层的厚度对远距离下保护层开采时被保护煤层的保护效果,通过分析这四种因素,对远距离下保护层开采被保护层的应力分布、垂直位移、煤层膨胀变形的规律进行研究。结果表明,关键层所处的位置越靠近保护煤层、工作面的长度越长,煤层倾角越小、开采煤层的厚度越厚,被保护煤层的保护效果越好。

2020-05-27
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