【摘 要】
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随着井下煤层开采深度的逐渐增大,瓦斯涌出现象愈发增多,有效地治理采空区瓦斯涌出成为矿井工作面安全回采的首要任务。采用理论研究、实验分析及数值模拟的研究方法,揭示黄陵二号煤矿205工作面2号煤层厚度与顶底板油型气分布,研究工作面瓦斯涌出来源及涌出量构成,提出在综合考虑采动影响对顶底板破坏影响和围岩含气储层分布的围岩定向长钻孔布设层位优选及钻孔布置方法。设计顶、底板定向钻孔2级和3级套管孔身结构,确定
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随着井下煤层开采深度的逐渐增大,瓦斯涌出现象愈发增多,有效地治理采空区瓦斯涌出成为矿井工作面安全回采的首要任务。采用理论研究、实验分析及数值模拟的研究方法,揭示黄陵二号煤矿205工作面2号煤层厚度与顶底板油型气分布,研究工作面瓦斯涌出来源及涌出量构成,提出在综合考虑采动影响对顶底板破坏影响和围岩含气储层分布的围岩定向长钻孔布设层位优选及钻孔布置方法。设计顶、底板定向钻孔2级和3级套管孔身结构,确定了钻孔轨迹的相关参数,设计并施工9个2号煤层本煤层钻孔5473m、5个顶板孔2709m、3个底板孔1353m和7个3号煤层孔2031m及定向钻施工,研究区域内定向钻钻探施工工艺方法,提出通过返水颜色、触摸岩屑和观察干岩屑的地质地层随钻识别技术;同时总结钻探施工技术,形成空间全覆盖立体化瓦斯综合抽采技术。研究抽采数据与钻孔揭露层位及钻孔布置的相互关系,对比抽采前后工作面上隅角瓦斯浓度情况,从钻孔抽采浓度和抽采量可以看到综合立体抽采的钻孔在采前揭露抽采、采中卸压抽采和采后抽采有明显效果,上隅角瓦斯浓度下降了41%。本煤层定向长钻孔单孔瓦斯百米钻孔抽采量0.0022～0.144m3/min,抽采浓度8%～95%,经过24个月抽采,单孔抽采瓦斯量达12.26～19.65万m3。煤层瓦斯含量由3.01m3/t降到1.56～1.73m3/t,压力由0.65MPa降到0.19～0.28MPa,瓦斯预抽率达到42.52%～48.17%。研究及应用结果表明:采用立体瓦斯综合预抽瓦斯长钻孔抽采技术可以针对性的解决煤矿开采中上隅角瓦斯集聚以及回采中采空区瓦斯超限问题,证明定向钻孔立体综合瓦斯预抽是矿区围岩油型气及瓦斯治理的值得推广采用的技术方法,保证井下安全生产过程。
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