高產(chǎn)高效礦井瓦斯災害綜合治理技術

　　加強瓦斯災害的治理是防止煤礦重特大事故發(fā)生的重要保證。高瓦斯煤層群保護層開采、低透氣性煤層瓦斯強化抽放、巷道邊掘邊抽等技術是瓦斯治理的有效措施，也一直都是煤礦瓦斯治理的重點和難點。在煤層群保護層開采方面，通過開展了保護層作用機理的研究，利用三維離散單元法對淮南礦區(qū)保護層開采后，采空區(qū)頂、底板煤巖體應力重新分布的規(guī)律、頂?shù)装遄冃魏推茐奶卣鬟M行了數(shù)值模擬研究，從理論上計算了保護層開采后卸壓范圍向頂、底板方向發(fā)展的深度，為確定被保護層的保護效果和卸壓范圍提供了可靠的理論依據(jù)。

　　針對首采保護層開采時，上下高瓦斯突出煤層的瓦斯集中向首采工作面涌出的特點，并考慮到確保和提高防突效果的要求，試驗成功了多種首采層瓦斯綜合治理技術措施：

　　保護層底板巷道+上向穿層鉆孔抽放瓦斯技術、被保護層頂板煤（巖）巷道+下向穿層鉆孔抽放技術、首采層（保護層）頂板巷道抽放技術、首采層（保護層）頂板走向鉆孔抽放技術、首采層（保護層）工作面采空區(qū)埋管抽放技術、首采層（保護層）掘進工作面邊掘邊抽技術。在試驗研究中還在實際層間距70m（相對層間距35倍）近水平煤層群的下保護層開采和80-90~急傾斜近距離煤層群的下保護層開采上取得了重大進展；

　　在順煤層強化抽放方面上，通過試驗和理論研究，形成了一套在順煤層鉆孔中運用高壓水射流擴孔和鉆擴一體化技術提高瓦斯抽放效果的成套技術和裝備，以及對石門揭煤抽、排瓦斯鉆孔擴孔的工藝技術和方法。擴孔后鉆孔直徑達到200-300mm，為擴孔前的4.5倍，最大擴孔直徑達619.9mm.擴一個鉆孔的時間相當于施工一個鉆孔時間的1/6，而一個擴孔鉆孔的抽排放瓦斯及防突效果相當于2個以上的鉆孔，明顯提高了瓦斯抽放的效果；

　　在瓦斯抽放效果評價方面，研究了根據(jù)煤層的最小突出瓦斯壓力、瓦斯含量為依據(jù)，合理確定評價預抽防突措施有效性的預抽率指標和臨界值的方法。下向鉆孔及深孔預裂爆破是提高瓦斯抽放效果的另一重要技術途徑。通過試驗研究，解決了下向鉆孔施工中的排渣、排水等技術難題，取得了下向孔鉆探長度達到70.1m的良好效果。研究中完善了適合于高瓦斯低透氣性、有突出危險煤層深孔控制預裂爆破強化抽放瓦斯技術和石門快速揭煤技術；

　　對于單一低透氣性突出煤層巷道掘進的瓦斯抽放技術難題，通過理論分析和試驗研究，發(fā)現(xiàn)煤層巷道掘進工作面和巷道兩幫的煤體在松動和原始煤體之間存在的隨巷道向前掘進而向前移動的蠕變“u”形圈，在“u”形圈內煤層的透氣系數(shù)成百倍地增加；

　　分析了煤層賦存參數(shù)、瓦斯抽放參數(shù)對抽放鉆孔抽放瓦斯效果的影響，確定了有效抽放半徑與抽放時間的關系、抽放負壓和抽放量的關系，并據(jù)此合理布置邊抽邊掘鉆孔，其截流抽放瓦斯率可達到30%以上，并且煤體的強度有較大增加。