摘要：为了保障煤矿安全生产,进一步提高煤矿瓦斯防治能力,基于煤层瓦斯流动理论,从瓦斯有效抽采半径分析入手,建立数学模型,确定了穿层钻孔精细设计布孔控制关键指标;运用计算机建模技术对钻孔进行精细化验算,完成了煤矿井下底板穿层预抽瓦斯钻孔布置的精细化智能设计系统的开发,该系统能精准感知,并自主对给定区域钻孔复合验算,实现了钻孔设计过程中少人化、精细化,并与传统设计进行了对比分析。研究表明:采用精细化智能设计钻孔,最大限度地实现了煤体内钻孔轴线等密度分布,使钻孔工程比传统设计省工;可实现海量底板穿层钻孔的智能化设计,使钻孔施工抽采煤层瓦斯效果好,钻孔施工难度降低,显著提升了煤矿瓦斯防治能力和管理水平。

摘要：为了合理设计抽采钻孔,通过现场测试结合数值计算得出穿层抽采钻孔和顺层抽采钻孔的影响半径,并分析了其差异性的原因。研究结果表明:抽采钻孔的影响半径与抽采时间之间均符合指数关系,但顺层抽采钻孔影响半径远大于穿层钻孔影响半径。这对抽采钻孔的设计具有重要的指导意义。

摘要：随着我国煤矿开采逐渐向深部开拓,煤层瓦斯压力增大、含量增加,煤层渗透率普遍较低,增加了瓦斯抽采的难度。钻孔钻扩造穴卸压增透技术能提高煤层渗透率,是增加瓦斯抽采效率的有效手段。为解决寺家庄煤矿15号煤层渗透率低,瓦斯难抽采的问题,以寺家庄煤矿北翼辅助运输巷15号煤层抽采钻孔造穴为工程背景,以弹性力学应变软化模型和扩散-渗流煤层瓦斯流动理论模型为基础,建立了穿层钻孔钻扩造穴后煤层渗透率演化方程和穿层钻孔造穴煤层瓦斯流动方程。通过COMSOL Multiphysics多物理场数值模拟软件对方程进行解算,分析了钻孔造穴的增透机理和渗透率分布规律,得到了瓦斯抽采量、瓦斯压力分布以及渗透率等关键参数;结合模拟结论与现场条件,确定了钻孔钻扩造穴的最优造穴半径为0.6 m,最佳布孔间距为6.0~7.0 m,为现场施工造穴半径和钻孔间距的确定提供了指导。最后,在寺家庄煤矿15号煤层实施普钻钻孔与造穴钻孔,进行了瓦斯抽采效果对比。试验结果表明:实施水力钻扩造穴技术后,瓦斯抽采率、抽采浓度和抽采纯量相对普钻钻孔分别提高了约2.7、2.0、5.7倍;瓦斯抽采周期、钻孔施工工程量降低了约2倍,提高了瓦斯抽采技术经济效益,应用结果验证模拟结果可靠,抽采设计可行,可以指导现场施工。

摘要：以山西新大地煤矿15101综放面为研究对象,通过研究采动覆岩移动破坏规律及15101综放面邻近层卸压瓦斯抽采特征,确定了15101综放面穿层钻孔布置的基本原则,据此原则提出了穿层钻孔布置的6种优化方案,并利用FLUENT对优化方案进行计算。根据模拟结果,确定了邻近层穿层钻孔的最优布置参数:穿层钻孔终孔距15#煤底板垂直高度为50 m,终孔伸入工作面的水平距离为20 m。钻孔布置参数优化以后,新大地煤矿15101综放面邻近层瓦斯抽采取得较好效果,平均瓦斯抽采总量达到了51.8 m3/min。

摘要：高瓦斯突出煤层预抽瓦斯消突是突出矿井煤巷掘进前的主要技术措施。由于我国煤矿煤层透气性低,原始煤层预抽瓦斯效果差,抽放时间长。为提高低透气性高瓦斯突出煤层的抽采瓦斯消突效果,在潘三煤矿1271(3)运顺进行了底板穿层钻孔水力压裂强化抽采瓦斯消突试验。介绍了穿层钻孔水力压裂抽采钻孔的布孔设计、压裂工艺及压裂增透抽采瓦斯消突效果。结果表明,水力压裂技术有效扩大了钻孔抽采瓦斯半径,提高了抽采瓦斯消突效果,解决了高突煤层煤巷掘进的突出威胁,提高了煤巷掘进速度。

摘要：为了研究两种钻孔有效抽采半径之间存在的差异,以朱集西煤矿11-2煤层为例,采用压力降低法测定了穿层钻孔的有效抽采半径,采用SF6气体示踪现场实测结合COMSOL软件模拟的方法测试了同一煤层顺层钻孔的有效抽采半径。现场测试结果表明,试验煤层在13 k Pa抽采负压、抽采90 d的条件下,穿层钻孔和顺层钻孔的有效抽采半径分别为4.5 m和7.8 m,穿层钻孔的有效抽采半径明显小于顺层钻孔的有效抽采半径,这对抽采设计中合理选择钻孔间距具有十分重要的意义。

摘要：编制了临焕煤矿2个穿层压裂钻孔的压裂方案,包括压裂孔的设计、压裂设备的安装调试以及压裂钻孔的施工;提出了2个压裂钻孔现场进行水力压裂后对其压裂效果考核的指标,包括自然瓦斯流量、瓦斯流量衰减系数、钻孔抽采流量及浓度;通过现场效果考察,得出软煤层施工钻孔进行水力压裂增透是不可行的,在工程实践中印证了"硬煤可压、软煤不可压"的结论;针对软煤不可压这一定论,提出了转移压裂对象即采取"坚硬顶板压裂"来解决松软煤层卸压增透的这一难题,并且从理论上对"坚硬顶板压裂"的卸压增透机理进行了分析。

摘要：车集煤矿底抽巷经过多轮瓦斯抽采穿层钻孔后,巷道围岩产生了较多的裂隙,导致钻孔封堵不严密,影响瓦斯抽采效果。针对此问题,选择帷幕注浆技术对巷道进行加固。首先,通过COMSOL Multiphysics软件建立实体煤岩钻孔注浆数值模型;然后,根据数值模拟结果分析注浆浆液在裂隙岩体中的扩散规律,并设计出适宜的注浆方案;最后,在现场开展钻帷一体化帷幕注浆和注帷一体化封孔注浆工艺的试验研究。结果表明:采取帷幕注浆措施能够有效封堵裂隙,提升瓦斯抽采浓度。相较于非帷幕注浆钻孔,试验钻孔单孔平均始抽浓度提高了9.4个百分点,单孔平均再抽浓度提高了14.5个百分点。该技术为类似矿山帷幕注浆工程提供了技术借鉴。

摘要：为消除祁南矿突出煤层危险性,从实施步骤到底板巷的选择、穿层孔和顺层孔的具体设计,详细阐述了网格式上向密集穿层钻孔结合顺层钻孔抽采瓦斯模式,在713工作面进行了效果考察,有效降低了煤层瓦斯含量,消除了72煤层的突出危险性,解决了突出煤层的安全开采问题。

摘要：寺家庄虽然为煤层群开采,但没有保护层开采的条件,为了实现"不掘突出头,不采突出面"的目标,掘进巷道区域防突采用顶板巷道下向穿层钻孔煤巷条带消突措施,由于这种措施是此煤层条件下的首次应用,需要对其基本工艺参数进行系统的考察。文章采用现场考察的方式,针对下向穿层钻孔煤巷条带预抽区域消突技术展开研究,探讨下向穿层钻孔的合理布孔间距。结果表明,预抽钻孔终孔间距小于2.0m时,预抽20d后残存瓦斯含量可降到7.86m3/t,达到了区域消突的标准。