高產(chǎn)高效礦井瓦斯災害綜合治理技術(shù)

　　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(kāi)采、低透氣性煤層瓦斯強化抽放、巷道邊掘邊抽等技術(shù)是瓦斯治理的有效措施，也一直都是煤礦瓦斯治理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在煤層群保護層開(kāi)采方面，通過(guò)開(kāi)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保護層開(kāi)采后，采空區頂、底板煤巖體應力重新分布的規律、頂底板變形和破壞特征進(jìn)行了數值模擬研究，從理論上計算了保護層開(kāi)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。

　　針對首采保護層開(kāi)采時(shí)，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(diǎn)，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(shù)措施：

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

　　在順煤層強化抽放方面上，通過(guò)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(shù)提高瓦斯抽放效果的成套技術(shù)和裝備，以及對石門(mén)揭煤抽、排瓦斯鉆孔擴孔的工藝技術(shù)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(gè)鉆孔的時(shí)間相當于施工一個(gè)鉆孔時(shí)間的1/6，而一個(gè)擴孔鉆孔的抽排放瓦斯及防突效果相當于2個(gè)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(jià)方面，研究了根據煤層的最小突出瓦斯壓力、瓦斯含量為依據，合理確定評價(jià)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(shù)途徑。通過(guò)試驗研究，解決了下向鉆孔施工中的排渣、排水等技術(shù)難題，取得了下向孔鉆探長(cháng)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(shù)和石門(mén)快速揭煤技術(shù)；

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

　　分析了煤層賦存參數、瓦斯抽放參數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(shí)間的關(guān)系、抽放負壓和抽放量的關(guān)系，并據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。