覆岩及地表移动规律研究是合理留设保护煤柱,进行压煤开采合理设计的重要依据。通过地表钻孔冲洗液漏失量实测及设置地表移动观测站,研究了下沟煤矿巨厚白垩系砂岩含水层下综放开采的导水裂缝带发育高度及地表移动特点。研究结果表明:下沟煤矿导水裂缝带高度介于111.8～125.8m;同时由于洛河砂岩、宜君砾岩的存在,对地表岩层移动变形起到了一定的控制作用,而且开采充分度的影响使得地表移动变形值呈现较小的特点。

通过对综采工作面地轨式电气列车在相邻巷道间转移方案的比较,确定了电气列车采用过弯道转移方案。从转弯半径的确定、弯道铺设及加固处理、绞车型号的确定、电缆单轨吊的处理、绞车操作顺序以及防跑车措施等方面分析了电气列车过弯道的各项关键技术,并在高河矿井进行工业性实践,得出了电气列车过弯道技术的重点环节和难点把握,实现了电气列车在巷道间的安全高效的转移。

通过在卧龙湖煤矿102综采工作面安装中采用SQ-80无极绳绞车运输液压支架,有效的提高了工作效率、加大了安全系数、减少了工作强度,为在倾斜巷道远距离运输重型设备提供了现场实践。

为研究以尾砂为骨料、胶固粉为细集料的膏体跳采充填覆岩变形、移动及破坏的规律,以张赵煤矿102采区1021工作面为工程背景,基于相似理论建立相似物理模型,对跳采充填情况下煤柱及充填体稳定性、顶板裂隙发育、弯曲变形规律进行研究。试验结果表明:第1轮采5 m,留15 m煤柱跳采充填开采后,基本顶和直接顶基本稳定,没有变形;第2轮开采煤柱累计长度80 m,随着回采煤柱数目增多,直接顶发生下沉明显,在距开切眼90 m处1~8测点下沉最大值达到4.5 cm;当工作面完全充填开采后,上覆岩层下沉最大值为22 cm,离层发育高度为29.4 m;煤柱和充填体所受垂直应力随煤柱回采数目增多而变大,煤柱监测数据的变化呈现阶梯状增加,分为突变期、缓增期、稳定期3个阶段;充填体受力稳定在0.012~0.02 MPa之间,变形小。

为解决沙曲矿布置高抽巷工程量大、资金投入高、采掘接替紧张的问题。以24207综采工作面为试验区,采用基于关键层理论的判别方法得出裂隙带范围为煤层上方6.59~46.24 m,确定出瓦斯抽采布孔的最佳区域;在此基础上,对大孔径高位钻孔参数进行设计,并进行现场试验。实验结果表明:与倾斜高抽巷相比,采用大孔径高位钻孔抽采采空区瓦斯技术,平均抽采浓度提高13.96%,平均抽采纯量提高69.94%,施工成本降低83%。本文研究结论将为沙曲矿"以孔代巷"治理瓦斯提供参考。

为了减少煤炭资源浪费和积极应对国家限制或地方煤矿监管部门禁止"U+L"型通风所带来的工作面瓦斯治理困局,针对兴无煤矿的近距离煤层群的特殊地况,在试验工作面的采空区开展高水充填沿空留巷项目,将工作面"U+L"型通风改为"Y"型通风,采用斜向穿层钻孔抽采邻近层卸压瓦斯。结果表明:试验采用斜向穿层钻孔方法使瓦斯抽采率提升了10%,达到47%;并且改为"Y"型通风后,采用该方法仍能解决瓦斯抽采的需要。

为了研究黔西多煤层地区递进排采的条件和工艺,提高煤层气井单井产量,基于上二叠统多层叠置含气系统典型煤层气井试井和实测参数,通过设置储层物性变参数序列、定参数序列和基本参数序列,利用COMET3软件数值模拟计算了各方案的产气量、产水量,通过定义递进排采10年累计产气量与主采层单采累计产气量的比值,得出各含气系统适合递进排采的储层压力、渗透率、含气量、孔隙度的临界差值分别为1.14 MPa、1.31×10-3μm2、11.33 m3/t、0.042;递进排采工艺先从下至上套管压裂首排系统和次排系统,系统之间放置封隔器,后排系统采用高能气体处理或其他非压裂改造工艺;设计了多煤层分隔合排工艺,通过增加悬挂套管、连通管实现"气走气路、水走水路",从而避免层间干扰;数值模拟结果表明,6、16、23号煤层10年内分隔合采累计产气量较递进排采有大幅增加。

为了查明平桥矿区薄互储层发育条件下,合层排采的可行性,依据多层叠置独立含煤层气系统理论,考虑煤层间距、储层特性等因素,将主要煤层划分为4个煤层气系统。结合平桥矿区测井、试井、等温吸附试验获取的原始物性资料,分析得出影响该区合层排采的2个主控因素。研究结果表明:第1煤层气系统和第2煤层气系统是合层排采的最佳组合。

为了评价黔西松河井田煤层气资源的开发潜力,依托松河井田煤层气勘查开发示范工程,探讨了井田煤层气赋存及成藏特征,采用类比法、等温吸附法及数值模拟法综合研究了煤层气资源可采性。研究结果表明:松河井田煤层气资源主要赋存于龙潭煤系多个低渗薄至中厚煤层群中,煤系地温梯度为3.0~5.5℃/hm,储层压力系数为1.08~1.40,含气量为6.46~20.99 m3/t,含气饱和度大于70%,煤储层具有高温、超压、高含气量、含气高-过饱和的特征,有利于煤层气的地面开发。采用类比法、等温吸附曲线法及数值模拟法得出的可采系数分别为:40%~53%、64.4%~69.9%及43.6%~44.3%,综合分析认为研究区煤层气可采系数为45%~50%,表现出较好的煤层气可采性特点。

基于煤系气共探共采示范工程,分析了黔西松河井田龙潭煤系煤层气-致密气赋存特征及开发条件,探讨了煤系气共探共采的适配性技术工艺。研究表明:井田煤系气主要赋存于龙潭煤系多个煤层及临近细砂岩、粉砂岩中,具备多煤层共采、煤系气共采的资源及开发条件。煤储层具有高温、超压、高含气量、含气高-过饱和的特点,适宜进行煤层气地面开发;但在区域高地应力背景下,裂隙闭合、矿物充填等原因导致储层原始渗透性差,煤系气地面开发需进行储层改造。气测录井、裸眼综合测井及含气层综合评价是井田煤系气共探共采中发现、认识、评价含气层及产气层段优选的关键技术,可为煤系气共探共采方案制定提供依据。在丛式井组开发模式下,"小层射孔、组段压裂、合层排采"系列工艺与井田地形地质条件相匹配,可显著提高多煤层共采、煤系气共探共采的工程效果。