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题名深部煤层群井上下联合逐级递进防突方法与关键技术
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作者
张永将
徐军见
李思乾
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机构
中煤科工集团重庆研究院有限公司
煤矿灾害防控全国重点实验室
煤炭科学研究总院
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出处
《煤炭科学技术》
北大核心
2025年第8期115-127,共13页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52474277)
国家重点研发计划资助项目(2023YFC3009003)
重庆市自然科学基金资助项目(CSTB2022NSCQ-MSX0373)。
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文摘
现代化高产高效矿井仍面临抽掘采接替紧张的局面,对防突技术治理的区域范围、超前时间提出更高要求,为突破现有瓦斯治理技术体系在近/远距离煤层群协同抽采、井上下逐级防突方面的瓶颈,系统阐述了井上下联合“时空抽采、逐级递进”防突原理,构建了“地面超前预抽降突-井下强化抽采消突-多煤层协同治理”的立体防控方法,融合地面井时空超前优势与井下作业精准控制能力,形成矿井级区域预控、采区级协同治理、工作面级精准消突的3级递进防控体系,针对近、远距离煤层群不同特征,分别提出“地面井广覆盖、井下高效抽”和“井下强化卸压、地面井多源抽”防突模式。综合运用数值模拟、理论分析和现场试验方法,系统构建了以主井与分支井夹角、分支井数量等为关键要素的多分支水平井参数优化技术,形成了融合水平井钻头空间磁场感应模型与高精度传感器数据的地面多分支井与井下定向钻孔对精准对接技术,分析了应力场–裂隙场–瓦斯渗流场3场耦合演化规律,揭示了深部煤层瓦斯富集靶区分布特征,结合地质条件与抽采时空衔接需求,提出了“单井区域最大化”与“全区密集型”多源井群协同布置模式。近距离煤层群高效抽采技术在沙曲一号煤矿应用,实现SQN-0501三口多分支水平井抽采1 a总产气量7273175.4 m^(3),日均产气量约2万m^(3);远距离煤层群卸压抽采关键技术在朱集西煤矿的应用表明,地面井累计抽采13-1煤层卸压瓦斯728.3万m^(3),抽采率高达81.4%,瓦斯含量显著降低。近、远距离煤层群井上下联合防突技术体系的成功应用验证了该技术体系在提升瓦斯抽采效率、降低突出风险方面的有效性,为深部煤层群安全开采提供了重要技术支撑。
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关键词
突出煤层群
井上下联合抽采
逐级递进防突
立体防突方法
远/近距离煤层群
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Keywords
outburst-prone coal seam groups
integrated surface-underground gas extraction
stepwise progression outburst prevention
three-dimensional outburst prevention methodology
widely/closely coal seam groups
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分类号
TD713
[矿业工程—矿井通风与安全]
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题名浅埋近距离煤层群上覆采空区火灾及气体下泄防治研究
被引量：5
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作者
任仲久
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机构
中煤科工集团沈阳研究院有限公司
煤矿安全技术国家重点实验室
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出处
《中国煤炭》
北大核心
2024年第1期59-66,共8页
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文摘
针对沙坪煤矿13103工作面浅埋近距离煤层上覆采空区煤层自燃和气体下泄问题,综合利用地面红外探测和同位素测氡等多种方法探测13103工作面上覆采空区自然发火状态,在此基础上用SF6气体进行漏风通道测定,并采用数值模拟方法分析了CO气体的下泄机理。研究结果表明:煤层自燃倾向性、复杂埋藏条件和老窑火区是发生煤层自燃的主要原因,在标定12个火区中心点和39 077 m2隐患区域基础上,发现地面、采空区火区和工作面三者裂隙相互连接是导致CO气体在工作面后半部分涌入工作面并在回风隅角处聚集的主要原因。同时,研究发现,采用井上下联防联控手段可消除上覆采空区内高温点,使得CO气体浓度稳定在0.05%以下,有效控制了采空区自燃和气体下泄问题,保障了13103工作面安全生产。
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关键词
近距离煤层群
采空区
煤层自燃
气体下泄
数值模拟
井上下联防联控
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Keywords
close coal seam group
goaf
coal seam spontaneous combustion
gas leakage
numerical simulation
joint prevention and control of surface and underground
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分类号
TD752.2
[矿业工程—矿井通风与安全]
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题名彬长矿区“井上下”立体防治冲击地压新模式
被引量：18
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作者
吴学明
马小辉
吕大钊
郑凯歌
王东杰
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机构
陕西彬长矿业集团有限公司
彬长矿区灾害综合治理工程研究中心
陕西彬长孟村矿业有限公司
中煤科工西安研究院(集团)有限公司
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出处
《煤田地质与勘探》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期19-26,共8页
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基金
国家自然科学基金项目(51874231)
陕西省创新能力支撑计划项目(2020KJXX-006)
陕西省自然科学基础研究计划企业联合基金(2019JLZ-04)。
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文摘
随着煤矿开采强度的不断增大,矿井逐渐向深部转移,冲击地压灾害日益严峻。而深部冲击地压矿井往往存在一层或多层坚硬厚岩层,这些坚硬顶板厚度较大,整体性强,突然断裂时会释放大量弹性能,易引发冲击地压事故,严重制约矿井安全生产。以陕西彬长矿区孟村矿为例,针对矿区内煤层埋藏深、普遍存在多种坚硬厚岩层的特殊情况,提出针对性治理措施:对顶板上方0~80 m范围内厚度超过10 m的坚硬厚岩层进行破断、弱化处理,对煤层上方0~30 m范围的低位岩层采取顶板深孔爆破预裂措施,对煤层上方30~60 m范围内的中位坚硬岩层采取顶板定向长钻孔水力压裂措施,对煤层60 m以上高位坚硬岩层采取地面水平井分段压裂措施;使高、中、低位顶板产生的裂缝在垂向上实现贯穿,将顶板“切割”成相对规则的“块状”结构,使上覆岩层应力由“硬传递”转化为“软传递”;并结合煤层大直径孔卸压、煤层爆破等煤层卸压措施,形成了区域与局部相结合、煤层与岩层全覆盖的“井上下”立体防治模式。工程实践证明:采用“井上下”立体防治模式后,工作面103 J以上微震事件降低88%,周期来压强度降低23%,来压持续时间缩短61%,防冲效果良好。该技术模式的成功应用可为类似地质条件下冲击地压矿井灾害治理提供借鉴。
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关键词
冲击地压
“井上下”立体防治
分段压裂
定向长钻孔
水力压裂
煤层卸压
煤岩强度弱化
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Keywords
rock burst
“surface and underground”integrated three-dimensional prevention and control
staged fracturing
directional long-borehole
hydraulic fracturing
coal seam pressure relief
strength weakening of coal and rock
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分类号
TD712
[矿业工程—矿井通风与安全]
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