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作者
张永将邹全乐杨慧明陈子涵曹建军程志恒
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单位
瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆大学资源与安全学院华北科技学院安全工程学院
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摘要
我国煤层具有地应力大,渗透率低,瓦斯压力大,瓦斯含量高等特点,煤与瓦斯突出灾害严重。因此,需采取有效瓦斯治理措施,而单一井上瓦斯抽采技术容易出现抽采盲区,导致抽采效果不佳;单一井下瓦斯抽采技术工程量大,周期长,难以在短时间实现煤层消突。通过将井上与井下瓦斯抽采技术相互联合,实现井上下联合防突,是保障煤炭安全开采的关键技术之一。而在煤层群矿井中,需针对煤层间距离的远近采用不同的井上下联合防突模式,实现煤层群快速消突。对此,基于井上与井下联合抽采瓦斯技术优势,阐明了井上下联合防突“时空转换-优势互利”的内涵。井上地面井长时间、广覆盖抽采瓦斯实现煤层降突,换取井下作业空间,实现“时间换空间”;井下钻孔在井下空间精准抽采目标区域瓦斯实现目标区域快速消突,缩短目标区域消突时间,实现“空间换时间”,提升煤层瓦斯治理效果。针对近距离煤层群层间采动影响大等特点,提出了近距离煤层群“孔群覆盖-协同抽采”井上下联合防突典型模式,实现了瓦斯突出治理的超前规划、提前施工、整体消突。针对远距离煤层群采动卸压范围小等特点,提出了远距离煤层群“强化增透-递进抽采”井上下联合防突典型模式,实现了瓦斯突出治理的强化卸压、递进消突。自主研发了近远距离煤层群井上下联合防突关键技术,并以沙曲一矿与朱集西矿作为近远距离煤层群矿井典型案例进行应用效果分析。应用效果表明:在近距离煤层群沙曲一矿中释放抽采达标煤量约80万t,高效抽采瓦斯量约420万m3。远距离煤层群朱集西矿中井下钻孔工程量减少约60%,抽采达标时间缩短约40%。研究成果揭示了近远距离煤层群井上下联合防突模式的工程应用价值以及井上下联合防突关键技术的工程适用性,为煤炭资源安全开发提供了重要的理论支撑与关键技术。
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关键词
突出煤层近远距离煤层群井上下联合防突模式时空转换优势互利关键技术
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文章目录
1 井上下联合防突“时空转换-优势互利”内涵
1.1 井上下联合抽采瓦斯防突
1.2 地面井瓦斯抽采实现井上“时间换空间”
1.3 钻孔瓦斯抽采实现井下“空间换时间”
2近远距离煤层群井上下联合防突典型模式
2.1近距离煤层群防突典型模式及其衔接过程
2.2远距离煤层群防突典型模式及其衔接过程
3近距离煤层群井上下联合防突关键技术及应用
3.1煤层群多井型组合分区联抽技术
3.2煤层群多分支水平井关键参数优选技术
3.3煤巷条带强化卸压防突技术
3.4井上下联合抽采防突衔接合理性评价模型
3.5近距离煤层群井上下联合防突关键技术应用
4 远距离煤层群井上下联合防突关键技术及应用
4.1 地面井井群“单井区域-全区密集”布井方式优化技术
4.2 井上下联合卸压抽采防突与井孔空间布置技术
4.3 “切缝-压裂”联合增透、精准消突工艺技术
4.4 远距离煤层群井上下联合防突关键技术应用
5 结论
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引用格式
张永将,邹全乐,杨慧明,陈子涵,曹建军,程志恒.突出煤层群井上下联合抽采防突模式与关键技术[J/OL].煤炭学报:1-16[2023-06-15].DOI:10.13225/j.cnki.jccs.S022.1663.