以镇城底矿22620综采面为研究对象,结合22620综采面的采煤工艺和地质条件,研究该综采面瓦斯浓度较高的原因,并对裂隙带瓦斯抽采机理进行探讨,提出巷帮裂隙带钻孔抽采、邻近工作面顶板裂隙带钻孔抽采、本煤层抽采的瓦斯治理技术,其中巷帮裂隙带抽采起到了上隅角埋管抽采的效果,在延长抽采时间的同时降低了成本。邻近工作面顶板裂隙带钻孔抽采为该综采面的正常有序推进创作了条件,瓦斯治理技术实施后监测设备显示:22620综采面回风流瓦斯浓度控制在0.34%以下,为综采面的安全高效有序生产提供了保障。

根据唐山赵各庄矿3372东上工作面的开采工艺与地质条件,通过对该工作面瓦斯来源进行探讨,并分析瓦斯积聚的原因,据此提出对角埋管抽放、高位钻孔抽放的瓦斯防治技术,其中对角埋管抽放使采空区下部瓦斯流动呈现Y型通风的流动效果。瓦斯灾害防治技术实施后,工作面上隅角瓦斯浓度保持在安全范围之内,回风流中瓦斯浓度控制在0.5%以下,保证了综采面的安全高效开采,为高瓦斯矿井大倾角综采面的瓦斯灾害防治提供了借鉴。

为了控制高瓦斯突出矿井屯兰矿18205综采工作面的瓦斯,以Y型通风系统为基础,底板瓦斯抽采巷瓦斯抽采为主体,配以本煤层顺层瓦斯抽采、上邻近层瓦斯抽采和沿空留巷隔离墙埋管瓦斯抽采等方法进行现场试验。采用上述治理措施后瓦斯抽采率达70%以上,工作面风排瓦斯量仅为5.93 m3/min,相对瓦斯涌出量4.51 m3/t,分别下降76.4%和70.7%,矿井瓦斯治理能力得到了总体提升。

高瓦斯矿井大采高工作面采用一次采全高的方法回采时经常出现配套设备不符合采高要求,回采时工作面瓦斯涌出量大控制困难以及回采后顶板破碎难以维护等难题,从而影响着大采高综采工作面回采效率,对此潞安集团左权阜生煤业有限公司综采队通过分析研究,对1101工作面回采工艺进行优化设计,实践证明1101工作面优化后的采煤工艺提高了工作面回采率,加快了回采速度,保证了工作面回采安全,取得了显著成效。

为了降低采煤工作面瓦斯浓度,采用保护层开采的方式对煤层进行卸压,以山西常庄矿为试验矿井,通过数值模拟对保护层开采后煤层卸压以及瓦斯运移进行研究,根据卸压和瓦斯运移特征确定了瓦斯抽采钻孔技术参数,并对抽采效果进行了检验,研究结果表明:冒落带高度为4.8m,裂隙带高度为25.2m,两侧近煤层区域裂隙发育,为裂隙发育的聚集区,形成"裂隙河";当采宽不断增大时,卸压强度增大,煤层内部应力整体呈"W"型分布;被保护层卸压分为四个区:原始压力区、压力集中区、过渡区、完全卸压区;瓦斯抽放孔最佳参数:钻孔倾角不得大于70°,封孔长度为10m,钻孔间距为30m,孔口负压为12.2k Pa;卸压瓦斯抽采浓度较卸压前大幅提高,保护层开采对于被保护层卸压起到了作用。

依据潘一矿煤层地质条件和瓦斯赋存特性,阐述了地面钻井抽采卸压瓦斯的设计思路,分别对煤岩采动期、恢复期和稳定期内的现场瓦斯抽采参数及其动态变化规律进行分析。现场试验结果表明,地面钻井在336 d内共抽采瓦斯量200万m3以上,抽采半径达211 m,抽采瓦斯浓度在90%以上,对应块段的煤层瓦斯排出率为41%。

瓦斯是煤层安全回采的重大隐患,针对放顶煤工作面回采初期瓦斯超限的问题,开元矿9801工作面采用了组合斜巷卸压抽采瓦斯技术。结果表明,组合倾斜巷瓦斯抽采技术有效地解决了开元矿9801工作面初采期的瓦斯治理问题,为煤层群开采时进行瓦斯治理的有效方法。

通过数值模拟,验证了水力割缝对煤体卸压、增加了瓦斯流通通道;得到了最优的喷嘴出口压力为30 MPa;试验得到喷嘴直径准2 mm、收缩段长度10 mm、直柱段长度8 mm、内锥角13°的圆锥形喷嘴为最优参数。水力割缝在突出矿井瓦斯抽采现场应用表明:水力割缝影响半径范围内的钻孔瓦斯抽采的瓦斯流量、瓦斯浓度、瓦斯抽采量明显提高,强化抽采效果好。

针对七台河分公司煤与瓦斯突出矿井数量的增加,以及进行采掘活动的个别煤层瓦斯压力超过了突出危险性临界指标的现状,以研发和推广综合防突技术为目标,结合新兴煤矿和新建煤矿的具体情况,探索保护层开采结合卸压抽采、底板岩巷预抽瓦斯等先进适用技术,分析了该项技术的实施方案及作用,论述了薄煤层大倾角特殊地质条件下治理瓦斯、防治突出事故的综合治理措施及实施效果。

为了保证被保护层瓦斯的消突和治理工作,掌握保护层开采的卸压效果和预测卸压瓦斯的主要分布区域,运用UDEC离散元模拟得到了下保护层开采后被保护层的卸压效果、瓦斯运移规律及分布情况,并根据模拟结果相应地提出了留巷钻孔法抽采卸压瓦斯,实现了无煤柱开采,消除了被保护层应力集中区煤与瓦斯突出危险威胁。经现场实测抽采后3号煤层瓦斯压力降低了1.36 MPa,瓦斯含量降低了9.51 MPa,抽采效果良好。