对于矿井单一低渗透气煤层普遍存在瓦斯抽采浓度低、抽采纯流量小和衰减较快,使得煤层瓦斯抽采效率较低、瓦斯抽采难度较大,导致煤层瓦斯治理与煤炭生产存在相互制约的矛盾;同时,采煤工作面钻孔设计没有根据瓦斯地质赋存情况进行科学量化设计,常采用经验进行定性设计,导致现场钻孔工程量大、预抽钻孔浓度低、衰减快、抽采系统运行效率低、区域抽采效果较难达标,无法保证矿井抽、掘、采衔接良性循环;此类问题也是全国多数矿井普遍存在的难题。 本文根据煤矿目前存在的这类问题,结合山西李雅庄煤矿抽采工程现状,通过现场基础参数测定、实验室测定、数值模拟、理论分析等方法,开展低透气性中厚煤层瓦斯高效预抽成套技术研究。 本论文研究内容和取得的主要研究结果如下: ①在煤层瓦斯含量分布规律分析的基础上,结合抽采掘时空上的衔接关系,运用抽采产能预测技术,确定了预抽工作面不同区域有效抽采半径和预抽时间与钻孔间距的关系,提出预抽工作面抽采量化分区设计方法。 ②提出集合理封孔深度测定、径向膨胀主动承压式封孔工艺和封孔质量诊断为核心技术的“测、封、检”一体化高效成套封孔提浓技术。 ③通过对抽采管网漏气存在的问题分析,提出以井下负压管道超声波检漏和在线堵漏为主的抽采管网性能优化技术,提高管网运行效率。 ④对不同时间的合理抽采负压进行了现场考察,针对性的提出了抽采管网高效运行保障技术。 论文研究应用新型封孔材料技术、管网参数测定技术、负压及浓度保障措施等改进了矿井现有抽采技术,优化了工作面抽采参数,形成了本煤层综合高效抽采集约化一体技术,实现了本煤层瓦斯高效预抽,有效解决了单U型通风上隅角瓦斯治理难题,促进了矿井“抽、掘、采”衔接良性循环。