顶板定向长钻孔层位设计及瓦斯抽采效果分析

针对双柳煤矿32(3)15工作面回采期间采空区内及顶板裂隙瓦斯涌出量大的问题,采用煤层顶板定向长钻孔抽采采空区顶板裂隙带瓦斯及采空区瓦斯,充分发挥定向长钻孔钻进精度高、钻进距离长的优势,提高瓦斯抽采效果。结合32(3)15工作面现场情况确定钻孔合理布置位置,并制定钻孔钻进技术方案。新方案现场应用后,定向长钻孔瓦斯抽采浓度、纯量分别稳定在为18%、3.2~4.9 m^(3)/min,回风隅角位置瓦斯浓度降至0.4%,瓦斯治理效果显著。

煤层钻孔瓦斯抽采效果影响因素分析

为研究瓦斯抽采效率的影响因素,考虑吸附瓦斯与游离瓦斯建立了煤层瓦斯流动的流固耦合模型,本文采用COMSOl数值模拟软件,分析了不同初始地应力、初始渗透率以及钻孔直径条件下的瓦斯抽采效果以及抽采有效半径变化情况。研究结果表明:初始地应力、初始渗透率和钻孔直径均会影响瓦斯抽采效果,但其对瓦斯抽采效果的影响程度不同;抽采有效半径对初始渗透率的变化最敏感,钻孔直径次之,对初始地应力的敏感程度最低;在某一钻孔直径范围内,瓦斯抽采效果随钻孔直径的增加变化不明显,而超出此范围后,抽采效果有明显提高,选择合适的钻孔直径对于提高瓦斯抽采效果具有重要作用。

煤层气井抽采效果井下长距离取样检测技术研究

针对地面井煤层气(瓦斯)参数测定因工程量大、周期长、成本高而难以大规模实施的难题,探索采用井下长距离密闭取样技术进行煤层气井抽采前后瓦斯含量测定。根据地面井抽采效果评价需要,在潘一东矿井下布置4个不同深度钻孔,采用井下密闭取样技术及装置,配套大功率定向钻探设备和便于密闭取样的泥浆脉冲测量系统进行取样测试。针对淮南矿区碎软煤层钻进遇水易发生喷孔、塌孔的现实,提出以压风代替压水用于钻孔排渣和冷却取样钻头的取样钻进工艺;设计加工防逆流型的内合金与外复合片组合取样钻头,提高碎软煤层煤心采取率和密闭取样装置密闭效果。密闭取样瓦斯含量测试结果显示,水平井段平距32~79 m范围的吨煤瓦斯含量降低量达到3.91~7.31 m^(3)/t,且地面井抽采影响区呈现距离水平井段越近瓦斯抽采效果越好的总体趋势。研究表明,通过密闭取样钻头、密闭式取样钻进和打压工艺等方面的改进与优化,井下长距离密闭式取样技术在碎软煤层中应用取得显著效果,试验成果为地面井煤层气井抽采效果考察提供了合格的煤层气含量等参数测试样品,也为地面煤层气井抽采效果井下长钻孔定点取样考察技术的开发奠定了基础。

水力压裂技术在提高煤层瓦斯抽采效果的研究与应用

为了提高低透气性煤层瓦斯渗透率和瓦斯抽采效果,利用模拟软件计算了煤层水力压裂孔径和地应力对压裂效果的影响,并进行了工程试验。模拟结果表明,大压裂孔孔径对压裂效果起到促进作用,高地应力对压裂效果起到抑制作用;现场试验结果表明,在煤层中实施水力压裂增透技术后,钻孔瓦斯涌出量衰减度降低了67.65%,煤层透气性提高了30多倍,表明在低透气性煤层中实施水力压裂增透技术能大幅度提高煤层瓦斯抽采效果。

瓦斯风化带有效抽采效果影响因素的数值模拟

为了分析西南地区复杂地质条件下的瓦斯抽采特征,以贵州某矿6号煤层瓦斯风化带为工程背景,基于达西定律推导了裂隙煤体瓦斯渗流的数学方程,构建了COMSOL有限元软件的瓦斯抽采数值模型,研究了不同影响因素下瓦斯风化带瓦斯抽采效果差异,并通过正交试验分析了4个影响因素的重要程度。结果表明:对瓦斯风化带瓦斯抽采效果影响最大的因素是抽采压力,其次是初始渗透率,最后是抽采时间和钻孔半径。其中,抽采压力为1.0×10^(5)MPa和初始渗透率为2.0×10^(-14)m^(2)时,抽采效果最为明显;而抽采时间为300 min及钻孔半径为100 mm时,整体瓦斯抽采活动已趋于平衡。综上,可主要采取降低瓦斯抽采压力来保证瓦斯抽采效果。本研究对于相似地质条件下瓦斯风化带的瓦斯抽采工作具有借鉴意义。

安阳矿区低透气性煤层瓦斯抽采效果提升技术

随着开拓逐步延深,煤层透气性降低,瓦斯含量、瓦斯压力不断升高,突出灾害越来越严重。通过采取优化增透和封孔工艺、探索抽采负压与流量的关系、优化抽采系统等措施,提升低透气性煤层瓦斯抽采效果。对安阳矿区低透气性煤层瓦斯抽采效果提升技术的应用进行了探讨。

钻孔抽采参数对瓦斯抽采效果影响的数值模拟研究

为了研究不同钻孔抽采参数对瓦斯抽采效果的影响,基于瓦斯扩散-渗流模型建立了渗透率影响下的瓦斯抽采数学模型,并通过数值模拟对8302工作面进行了定量分析,分析了不同钻孔间距、钻孔直径、抽采负压、抽采时间对瓦斯抽采效果的影响。结果表明:当钻孔间距5 m、直径113 mm、抽采负压20~30 kPa时,瓦斯最大抽采量达到17.8 m^(3)/t;残余瓦斯量在第16 d时即可低于无突出危险标准值8 m^(3)/t;抽采负压采用先低后高的形式可以有效提升抽采瓦斯浓度;预抽采时间为170 d时,抽采效率最高且抽采半径增幅最大。综合表明钻孔抽采方案参数匹配性较好且合理,抽采效果优秀。

三软煤层筛管固孔技术对提升钻孔稳固性和抽采效果的影响

在三软煤层中,顺层钻孔抽采普遍存在“松软易塌孔”的现象,使抽采效果大打折扣。为提高顺层钻孔孔壁的稳固性、延长抽采钻孔的使用寿命,本文讨论筛管射孔的密度、壁厚、孔径大小等因素对提高抗压能力和对抽采钻孔内部负压损耗的影响,选定筛管的设计参数。在现场进行孔内窥视和抽采参数测定,分别考察了钻孔的塌孔程度及瓦斯抽采效果提升情况。试验结果表明,采用外径30mm、壁厚5mm、内径25mm、布孔直径10mm、密度分别16孔/m的错相位射孔筛管,能够在2个月内将钻孔塌孔率从100%降至30%,并可在短时间内提升钻孔抽采效果。

岳城煤矿15号煤层瓦斯抽采效果检验指标分析

煤层瓦斯抽采效果检验指标及临界值的确定对指导煤矿瓦斯抽采、防治煤与瓦斯突出具有重要的作用。结合岳城煤矿15号煤工程实践,采用现场实测和理论分析的方法,对岳城煤矿15号煤层的区域预抽和工作面抽采的效果检验指标进行分析考察。结果表明:残余瓦斯含量Wcy指标作为15号煤层区域预抽措施效果检验的主要指标能较好地反映煤与瓦斯突出发动的特征,确定其为区域预抽抽采效果检验指标;15号煤层钻屑量S、钻屑瓦斯解吸指标K1的灰色关联度均超过0.8,指标敏感性较高。

提高煤矿瓦斯抽采效果途径的分析与探讨

煤矿开采危险性较高,尤其是钻孔打孔操作,会导致瓦斯浓度超标。煤矿处于地下空间,闭塞环境的通风效果不佳,爆炸事故率高,要完善瓦斯抽采技术。本研究提出加强煤矿瓦斯抽采效果的措施。

穿层预抽钻孔倾角与煤层气抽采效果关系的研究

为研究穿层钻孔倾角与煤层气抽采效果的关系,基于钻孔围岩应力分布规律及瓦斯流动规律的相关研究,分别从孔卸压效果、钻孔瓦斯流动情况及钻孔抽采长度三方面探讨了钻孔倾角如何影响煤层气抽采效果,并给出了钻孔倾角对煤层气抽采影响的数学模型。经理论分析及现场试验对比,结果表明:钻孔围岩应力和钻孔倾角间存在三角函数关系,围岩应力分布的不同导致钻孔周围煤层透气性的改变;随钻孔倾角的减小,煤层段钻孔长度增加,钻孔暴露煤体增大,有助于煤体瓦斯的解析。且钻孔与煤层割理交集变大,瓦斯流通通道增加;钻孔倾角对煤层气抽采效果有着不可忽视的作用。

晋城矿区典型区煤层气地面抽采效果分析

地面抽采煤层气被认为是降低煤层瓦斯含量、解决煤矿安全问题的有效途径,地面抽采效果得到煤矿企业的普遍关注,但一直缺乏工程验证。以晋城寺河矿东五盘区为研究区,其煤层气地面抽采效果评价主要基于两个方面,首先将区块内14口参数检验井的现今含气量数据与原位含气量进行了对比,评价了含气量实际降低情况;其次运用煤储层数值模拟软件(CBM-SIM),通过对141口气井近7 a生产数据的历史拟合、参数修正,开展产能预测,预测了含气量随抽采时间变化规律和未来10 a、15 a的抽采效果。研究结果表明煤矿区地面煤层气抽采可以有效降低煤层瓦斯含量,通过近7 a的地面抽采,寺河矿东五盘区煤层含气量由23 m3/t降至10.51 m3/t,下降幅度平均为55%;通过储层数值模拟得出,抽采7 a、10 a和15 a后3号煤层剩余含气量分别为10.07,7.31,4.35 m3/t,降低幅度分别达57%,69%和82%。

新集二矿顶板定向长钻孔瓦斯抽采效果试验研究

为研究顶板定向长钻孔瓦斯抽采技术的效果及投资成本,针对新集二矿煤层赋存条件及瓦斯抽采需求,结合该矿210100工作面现场试验的观测结果,分析了顶板定向长钻孔瓦斯抽采效果,并与其他顶板瓦斯抽采技术进行了对比。现场试验数据分析表明:在同等瓦斯治理效果条件下,顶板定向长钻孔治理回采工作面瓦斯技术,其投资比顶板高抽巷节约44.8%、工期缩短30.0%,比顶板高位钻孔投资略少、工期缩短47.5%。试验表明,布置顶板定向长钻孔治理回采工作面瓦斯的技术方案性价比较高。

孔口负压对抽采效果的影响规律研究

为了研究抽采钻孔孔口负压与抽采效果的相关性,从煤层瓦斯流动特性出发,采用Comsol软件模拟和现场验证相结合的方法进行研究.研究结果表明：当抽采时间一定时,随着抽采负压增高,起初瓦斯抽采效果增加显著,但随后抽采负压作用逐渐减缓,抽采效果增加幅度越来越小.最终确定九里山矿合理孔口负压为30～34 kPa.

山西晋城采煤扰动区地面煤层气井抽采效果地质分析

从地质研究角度,分析了晋城矿区采煤扰动区三口地面煤层气井的抽采效果。结果表明,采动井布置需要综合考虑原位地质条件和采动后的矿井地质条件,煤层含气量较高、开放性采动裂隙发育、岩层移动相对较弱的地段有利于采动井的井筒稳定和持续高产。采动井抽采过程一般经历三个阶段,即采煤工作面未达井筒阶段、采煤工作面靠近井筒阶段和采煤工作面远离井筒阶段,各阶段抽采量、浓度均表现出不同的特征。采动井的井身结构是影响抽采效果的重要工程因素,二开井段套管不固井的方式可以有效保护井身结构的完整性,但井筒体系密闭性不好,受此影响导致抽采甲烷浓度偏低;三开井段采用裸眼完井方式能够有效提高抽采流量及甲烷浓度,但不利于井筒保持稳定。

矿井高位钻孔偏斜特征及其对抽采效果影响的研究

为研究高位钻孔偏斜对抽采效果的影响,利用钻孔轨迹测量仪对现场高位钻孔实际施工轨迹进行测定并分析其偏斜特征。根据偏孔位置将钻孔分为上偏轨迹钻孔、有效轨迹钻孔、下偏轨迹钻孔、偏向采空区钻孔4类,并分析了各类钻孔抽采效果及特征。结果表明:高位钻孔偏斜严重,有效钻孔数量较少,偏向采空区钻孔所占比例最高;采动影响所形成的裂隙为造成高位钻孔偏斜的主要因素;4类偏斜钻孔抽采效果具有显著规律性及差异性,为高位钻孔优化设计提供了依据;有效轨迹钻孔抽采量最高,约为上偏轨迹钻孔的1.3倍,为下偏轨迹钻孔的2.9倍,为偏向采空区钻孔的4倍,其中偏向采空区钻孔抽采量最小且为无意义抽采。

长钻孔高压注水增透提高抽采效果的试验研究

提高低透气煤层的透气性是提高瓦斯抽采效果的关键,文章在对煤层高压注水增透技术进行理论分析的基础上,在潘一矿1521(3)综采工作面进行了顺层长钻孔高压注水增透试验,试验结果表明,单孔抽采瓦斯流量平均提高67.55%,高压注水增透效果较为明显。

贵州发耳煤矿穿层钻孔抽采效果影响因素分析

选取贵州发耳煤矿作为研究对象,通过数值模拟与实践观测相结合,研究影响抽采邻近层的穿层钻孔抽放效果的主要因素,从而确定最优的抽采参数,提高瓦斯抽采效率,减少了不必要的资金浪费。

薄煤层采煤工作面瓦斯抽采效果实测研究

以凤凰煤矿1402采煤工作面为工程应用背景,运用岩层移动理论,研究了采煤工作面大流量、高浓度卸压瓦斯的运移路径和富集区域;通过选择合理的瓦斯抽采方法,优化瓦斯抽采关键参数,提高了采煤工作面瓦斯抽采率和抽采浓度,实现了采煤工作面瓦斯抽采达标;降低了采煤工作面瓦斯涌出量,消除了采煤工作面瓦斯积聚现象,保证了采煤工作面安全高效生产。

提高单一低透气性厚煤层瓦斯抽采效果技术对策

鹤壁矿区主采二叠系山西组二1煤层为单一低透气性厚煤层,本煤层瓦斯预抽困难,预抽率较低。对此提出了应搞好采掘平衡,强化综合抽采,提高封孔质量,完善抽采系统及加强抽采管理等技术对策,以进一步提高矿井瓦斯抽采效果。