煤岩材料对瓦斯吸附性能的研究进展

加快推进煤矿区煤层气勘探开发的步伐对推动我国能源结构调整有着重要的现实意义。煤岩材料对瓦斯的吸附性能蕴含了丰富的煤储层信息,对准确评价煤层气开发资源量至关重要。本文介绍了煤岩材料吸附瓦斯机理的研究进展,分析了高压容量法测定煤岩材料吸附瓦斯性能参数存在的问题,并探讨了相应的研究思路。主要介绍了水分、温度、低频振动、可控微波场、电场因素对煤岩材料吸附瓦斯的影响的研究成果,并提出了值得深入探索的方向。

高产高效工作面顶板走向高位钻孔抽采参数研究

山西省某煤矿工作面产量大,造成工作面绝对瓦斯涌出量很大,工作面上隅角瓦斯问题成为制约矿井安全高效生产的主要因素。因此,针对目前矿井上隅角瓦斯治理存在的问题,开展了采空区顶板走向高位钻孔抽采参数设计及优化研究。研究通过理论计算及数值模拟出顶板钻孔终孔点层位,推导出钻孔数量计算公式,并在矿井3103工作面进行现场抽采效果的试验研究,得出适合矿井高位钻孔布置参数,保证矿井安全高效生产。

短钻孔快速抽采工艺在长距离掘进工作面的应用

针对目前高瓦斯煤巷长距离掘进工作面瓦斯治理措施存在成本高、因回风流瓦斯体积分数高而影响掘进速度等问题,提出在长距离掘进工作面应用短钻孔快速抽采工艺,即利用检修班时间采用短钻孔进行掘进工作面快速集中抽采,通过短时间、高强度抽采小范围瓦斯,减小掘进工作面及回风流通风压力,提高煤巷掘进速度。短钻孔快速抽采工艺从时间和空间上克服了现有技术的不足,将掘进工作面长距离长时间瓦斯抽采变为短距离短时间的高效抽采。在山西霍尔辛赫煤矿3605回风巷的应用结果表明,应用短钻孔快速抽采工艺可在控制回风流与工作面瓦斯体积分数和成本的前提下,将煤巷掘进月累计进尺由170 m提高到250 m,提高了近50%,实现了对低透气性煤层长距离掘进工作面瓦斯的有效治理。

高瓦斯矿井煤巷掘进工作面瓦斯分级治理方法研究

随着矿井开采深度及采掘强度增大、开采集约化程度越来越高,瓦斯灾害严重程度不断增加,高瓦斯矿井煤巷掘进过程中瓦斯治理问题成为制约矿井安全高效生产的主要因素。同时由于井田面积大,不同区域瓦斯赋存、地质构造情况变化差异较大,掘进面采取固定的瓦斯治理方法严重影响矿井的采掘接替。本文通过收集整理现场高瓦斯矿井掘进工作面煤巷瓦斯治理方法,经过充分论证后提出了高瓦斯矿井煤巷掘进工作面瓦斯分级治理方法,针对不同瓦斯灾害等级采取不同的瓦斯治理措施,并为井下掘进巷道的安全、高效作业提供技术保障。

基于短孔快速抽采的低透煤层煤巷掘进技术

针对煤层透气性差、钻孔瓦斯流量衰减较快、采取迎头超前长钻孔抽采效果不佳而导致煤巷掘进速度慢等问题,提出利用检修班时间采用短钻孔进行掘进迎头快速集中抽采,通过短时间、高强度抽采小范围瓦斯,减小通风压力,提高煤巷掘进速度的新思路。通过在霍尔辛赫煤矿3605回风巷应用表明,在检修班采用短钻孔快速抽采工艺,在回风流与工作面瓦斯浓度降低20%的前提下,工作面月进尺提升50%,实现了对低透气性煤层煤巷工作面瓦斯的有效治理。

随钻轨迹测量技术在确定煤矿顺层抽采钻孔空白带方面的应用研究

利用YCSZ(A)存储式随钻轨迹测量仪采集探管内部传感器磁强计和加速度计,对钻孔随钻轨迹进行分析,绘制钻孔竣工图,分析顺层抽采钻孔空白带情况,为解决回采工作面补充实施顺层钻孔区域防突措施提供可靠依据,提高顺层钻孔区域防突措施实施的有效性。

基于采动覆岩特征的高位钻孔控制区域的确定

霍尔辛赫煤矿高瓦斯工作面回采时上隅角瓦斯浓度较大,严重影响了正常生产,急需设计高位钻孔抽采瓦斯。为指导高位钻孔的设计参数,综合采用理论与数值模拟结合的方法,合理分析了覆岩的裂隙特征,根据研究结果确定大采高工作面采动覆岩纵向最佳的瓦斯抽采控制层位为22~30 m。并得出高位抽采措施的抽采对象是在上隅角处横向上沿走向50 m、倾向70 m的裂隙区域。

Surfer软件在矿井瓦斯含量等值线图中的应用及效果分析

由于传统手工绘制煤矿瓦斯含量等值线图既费时又不美观，本文提出了借助Surfer软件绘制煤矿瓦斯含量等值线图的方法，即先将瓦斯数据文件转换成Surfer软件可识别的grd文件格式，再通过Contour功能生成等值线图。通过山西某矿的等值线图绘制实例验证了该方法的可行性和有效性。

霍尔辛赫煤矿3103单U型工作面瓦斯分布规律研究

针对煤层开采后由于采动引起的顶板垮落及上覆岩层的破碎断裂,在采空区后方形成大量的裂隙空间,大量的吸附瓦斯随漏风进入采空区,同时也将老采空区瓦斯带至上隅角,加大工作面瓦斯治理难度。以霍尔辛赫煤矿3103工作面为研究对象建立数值模型,对工作面单U型通风方式下采场瓦斯运移规律进行研究。通过模拟得出了在霍尔辛赫煤矿地质条件下的单U型工作面瓦斯体积分数分布规律,为矿井单U型工作面上隅角瓦斯治理方法的选择提供参考。

基于交叉钻孔布置方式下的本煤层合理抽采技术研究

结合山西某矿3#煤层的瓦斯赋存条件及抽采现状,通过考察对比本煤层在交叉钻孔布置方式下的不同钻孔孔径、不同钻孔间距下的抽采效果,分析得出该矿3#煤层在交叉钻孔抽采方式下的最佳钻孔抽采参数,确保矿井高效抽采,安全生产。