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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 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第8期115-127,共13页
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... 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。 展开更多
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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煤矿深部开采煤岩动力灾害防控理论基础与关键技术 被引量：206
2
作者 齐庆新 潘一山 +7 位作者 李海涛 姜德义 舒龙勇 赵善坤 张永将 潘俊锋 李宏艳 潘鹏志 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1567-1584,共18页
煤岩层赋存条件决定了煤矿深部开采条件下煤岩动力灾害的发生机理更趋复杂、防控难度显著增大,如何解决煤矿深部开采煤岩动力灾害防控问题,直接影响我国煤矿的安全生产和能源的有效供给。针对“煤矿深部开采煤岩动力灾害防控技术研究”... 煤岩层赋存条件决定了煤矿深部开采条件下煤岩动力灾害的发生机理更趋复杂、防控难度显著增大,如何解决煤矿深部开采煤岩动力灾害防控问题,直接影响我国煤矿的安全生产和能源的有效供给。针对“煤矿深部开采煤岩动力灾害防控技术研究”这一科学命题,基于冲击地压“三因素”机理和煤与瓦斯突出的综合作用假说,从煤岩动力灾害防控理论基础、关键技术和防控实践等3个方面,梳理澄清了煤矿煤岩动力灾害防控中的一些模糊概念,建立了用于统一描述冲击地压和煤与瓦斯突出发生机理的广义“三因素”(“物性因素”、“应力因素”及“结构因素”)理论,确定了我国煤矿典型冲击地压的4种类型(煤层材料失稳型、煤层结构失稳型、顶板断裂型、断层滑移错动型),分析了影响冲击地压和煤与瓦斯突出的主要因素,从思想认知、原则方法及技术核心等方面凝练了煤岩动力灾害多尺度分源防控技术,提出了深部开采冲击地压巷道“三级”吸能支护思想与成套技术,开发了煤与瓦斯突出井上下联合抽采防控技术和超高压水射流“横切纵断”防治复合煤岩动力灾害技术,并在现场开展了应用试验。煤矿深部开采煤岩动力灾害防控理论与关键技术的建立与完善,为我国今后煤矿煤岩动力灾害的防治提供了科学依据。 展开更多
关键词 煤岩动力灾害 冲击地压 广义“三因素”理论 冲击地压巷道“三级”吸能支护 井上下联合抽采防突
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突出煤层群井上下联合抽采防突模式与关键技术 被引量：24
3
作者 张永将 邹全乐 +3 位作者 杨慧明 陈子涵 曹建军 程志恒 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期3713-3730,共18页
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... 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”;井下钻孔在井下作业空间内,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m^(3)。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%。 展开更多
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 瓦斯抽采
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