难抽煤层CO_(2)气相压裂瓦斯高效抽采技术研究

五虎山煤矿开采的9号煤层为高瓦斯低渗难抽煤层,回采期间瓦斯抽采效率低,制约了煤矿的安全高效生产。为此,开展CO_(2)气相压裂瓦斯高效抽采技术研究,在010911回采面近切眼段布置4单元共20个100 m深钻孔,其中8个压裂孔,12个瓦斯抽采孔;对比分析压裂单元与非压裂单元瓦斯抽采数据。试验结果表明:CO_(2)气相压裂试验后,瓦斯抽采效率大幅度提高,瓦斯抽采浓度提高了1.46倍;瓦斯抽采纯量提高了1.49倍;抽采90 d瓦斯抽采半径提高了1.53倍;抽采达标时间缩短了190 d.实践证明,CO_(2)气相压裂在煤层中形成复杂裂缝,大幅提高煤层渗透率,使难抽煤层变为易抽煤层,是回采面近切眼段瓦斯高效抽采的可行技术。

天池煤矿CO_(2)气相压裂强化增透瓦斯抽采技术研究

为解决山西和顺天池能源有限责任公司15号煤层存在的瓦斯治理难题,在15603工作面进风顺槽开展CO_(2)气相压裂瓦斯快速抽采关键技术研究与工业性试验。实验结果表明,气相压裂后,瓦斯抽采效率提高1.6倍。抽采4个月后,压裂区煤层平均瓦斯含量降低至5.81 m~3/t,平均瓦斯抽采半径可达6 m以上。

吉宁矿CO_(2)气相压裂条件下抽采半径时变规律

针对低渗厚煤层瓦斯抽采难度大,抽采效率低的问题,以华晋焦煤吉宁矿为工程背景,运用CO_(2)气相压裂技术对煤层进行增透,增大煤层的渗透性。采用数值模拟,构造吉宁矿2#煤层煤体抽采半径本构模型,运用COMSOL数值模拟软件对CO_(2)气相压裂增透前后抽采半径进行模拟,并通过与现场实测的华晋吉宁煤矿2#煤层原始煤体瓦斯抽采半径和CO_(2)气相压裂增透煤体的瓦斯抽采半径进行对比分析验证CO_(2)气相压裂技术的增透效果。现场工程实践表明:华晋吉宁煤矿2#煤层原始煤体的抽采半径为2.5 m,CO_(2)气相压裂增透煤体的抽采半径为5.5 m,是原始煤体抽采半径的2.2倍,增透效果显著,误差在10%以内。

基于防突指标下降视角的CO_(2)气相压裂增透技术应用分析

在煤矿开采过程中,因掘进面煤层透气性差导致无法抽采效果不佳。为解决这一问题,实际作业中,要以降低防突指标为基准,运用CO_(2)气相压裂增透技术处理工作面。文章以某试验为例,详细阐释钻孔布置和压裂工艺应用情况,并就试验效果予以分析。经分析,应用CO_(2)气相压裂增透技术能够显著提高抽采效果,快速降低防突指标,大幅缩减抽采达标时间。提出具体应用实践,证明技术能够在开采中发挥防突作用。

气相压裂和水力割缝强化瓦斯抽采技术应用

针对吉宁煤矿2203条带煤层渗透率低,瓦斯抽采浓度低的难题,提出了采用气相压裂与水力割缝联合强化瓦斯抽采技术。分析了该技术的卸压增透原理,并进行了现场试验。实验结果表明:采用单一的增透技术,瓦斯抽采浓度和抽采量会随着时间逐步降低。而采用联合强化瓦斯抽采技术,瓦斯抽采浓度及抽采量能够保持在较高水平,保障了矿井瓦斯抽采达标。

店坪矿掘进面气相压裂增透技术应用

店坪矿9-2052巷道掘进过程中利用气相增透技术抽采瓦斯,与普通抽采状态相比,压裂后抽采的瓦斯浓度是常规抽采条件的1.65倍、瓦斯混合流量为3.1倍、纯流量为5倍,煤层内部瓦斯含量从常规抽采条件的9.87 m~3/t下降到气相压裂技术抽采后的7.82 m~3/t,钻屑瓦斯解析指标值从0.45 mL/(g·min~(0.5))降低至0.33 mL/(g·min~(0.5))。

复杂低渗高瓦斯煤层CO_(2)气相压裂强化增透技术研究

山西华晋吉宁煤业有限责任公司(吉宁煤矿)开采的山西组2号煤层为典型的复杂低渗难抽煤层,透气性系数为0.023m^(2)/(MPa2·d),瓦斯含量8~10.52m^(3)/t,存在“多分层,多夹矸,采前难抽,采中涌出大”的特点。为此,在吉宁煤矿2201掘进工作面开展185MPa高压力、大容量的CO_(2)气相压裂强化造缝、增透防突瓦斯治理技术,考察其瓦斯抽采和防突效果。结果表明:(1)CO_(2)气相压裂技术能有效提升裂孔瓦斯抽采效率,瓦斯抽采纯流量最大值为0.193m^(3)/min,平均值为0.138m^(3)/min。(2)与前期条带预抽防突技术措施相比,CO_(2)气相压裂技术实施后,煤层瓦斯抽采纯流量提高了4.6~9.7倍,瓦斯有效抽采时间缩短47天,月掘进速度由原来36m提高至80m,提高了2.22倍,瓦斯抽采成本降低为原来的50%。

旋转填充床气相压降特性研究

旋转床的气相压降是旋转床工程设计的一项重要指标。利用空气水系统对旋转填充床的气相压降进行分段模型化和实验研究。结果表明： 旋转床干床压降比湿床大； 进口压降随气量增大而增大； 内腔压降随液体加入突然减小； 出口压降随气量增大而增大， 随转速增大而减小， 随液体加入而突然增大； 填料层压降随气量和转速增大而增大， 当流体加入时， 先减小， 后增大。

逆流和并流操作时旋转床气相压降的对比

对逆流和并流旋转床的气相压降进行了实验研究。结果表明 :在并流和逆流操作条件下 ,旋转床的湿床压降小于干床压降 ;且随液量增大而略有减小 ,随气量增大而增大 ;当转速增大时 ,并流操作的压降减小 ,逆流操作的压降增大 ;拟合结果与实验结果吻合很好。

折流式超重力旋转床转子结构对气相压降的影响

折流式超重力旋转床是继旋转填料床之后出现的一种新型高效的气液传质设备。今采用空气-水系统对折流式旋转床进行了气相压降实验,考查了折流式转子结构对气相压降的影响,建立了折流式旋转床干床气相压降的理论模型。实验结果表明:折流式旋转床转子结构对气相压降影响较大,在动静折流圈结构不变的情况下,动静盘垂直间距存在某一最优值,通过实验得到了实验中所用的折流式旋转床的最佳转子高度为90mm,实验也验证了旋转床设计时采用的等通流面积原则是符合气体运动规律的;干床压降理论模型的计算结果与实验值符合较好,为建立湿床压降模型奠定了基础。

气相压裂增透技术在煤巷掘进工作面中的应用

针对高瓦斯低渗煤层煤巷掘进工作面瓦斯抽采钻孔施工量大、抽采周期长、抽采效率低等问题,提出了气相压裂增透瓦斯治理技术,介绍了气相压裂设备及技术原理,确定了工作面压裂施工方案,并对气相压裂后的预抽效果进行了考察分析。结果显示:气相压裂孔较普通钻孔抽采量提高了4倍,压裂影响区域内的预抽孔抽采量提高了2.4倍。实践证明,气相压裂技术适用于矿井高瓦斯松软低渗煤层的瓦斯抽采。

错流旋转填料床气相压降特性研究

旋转床的气相压降是旋转床工程设计的一项重要指标。笔者利用空气 水系统对错流旋转填料床的气相压降进行实验研究。结果表明 :在实验范围内 ,错流旋转床压降是逆流旋转床的十分之一 ;对错流旋转床压降影响较大的是转速和气量 。

同心环碟片填料旋转床气相压降实验研究

对同心环碟片填料旋转床在气液两相沿径向逆流条件下，进行了水－空气压降测量，推导出压降与操作工况的关联式。测量结果表明，该关联式与实测值吻合较好．研究发现在旋转床压降分析中必须考虑科氏力的影响，在总压降中摩擦阻力所引起的压降占主要部分．

旋转填料床气相压降研究进展

本文概要介绍了旋转填料床的工作原理及结构组成 ,着重讨论了旋转填料床气相压降的实验及理论研究情况 。

错流旋转填料床气相压降特性实验研究

旋转填料床的气相压降是衡量设备性能的一项重要指标。利用空气-水体系,在转速0 r/min^1300 r/min,气量200 m3/h^1110 m3/h,液量0 m3/h^7 m3/h范围内,对错流旋转填料床的气相压降进行中试实验研究。结果表明:旋转填料床的干床压降随着气量和转速的增大而增大;湿床压降随着气量的增大而增大,在小气量或小液量条件下也随着转速的增大而增大,但在大气量、大液量条件下则随着转速的增大先降低后升高;当高转速、低气量时,会出现短暂的旋转填料床干床压降大于湿床压降的现象,其他条件下,湿床压降大于干床压降;错流旋转填料床未发生液泛现象。

CO_2气相压裂综放工作面顶板弱化技术研究

为了探究CO_2气相压裂技术在综放工作面顶板弱化中的应用,对顶板压裂技术特点进行深入分析,并在常村煤矿N3-1工作面进行工程试验,通过观测综采支架压力监测系统变化,以及采用防爆相机和钻孔窥视仪观测压裂效果。研究表明,气相压裂技术弱化顶板的效果明显,工作面初次来压步距与全矿平均距离相比提前18m左右,与传统炸药技术相比,具有更高的安全系数,可为综放工作面的安全开采提供借鉴和参考。

两种动折流圈折流式超重力旋转床气相压降的实验研究

折流式超重力旋转床是继旋转填料床之后出现的一种新型高效的气液传质设备.压降是超重力旋转床流体力学的重要特征之一.实验以空气—水为物系,对转子直径为288 mm,高度为55mm的折流式旋转床进行了压降实验.旋转床转子采用动圈开单排孔和动圈开多排孔两种结构,实验结果表明折流式旋转床的气相总压降随气量、转速、液量的增加而增大,随气量和转速增大的趋势比较明显,随液量增大的趋势比较缓慢.在同等条件下,单排孔压降比多排孔大.

折流式超重力旋转床液泛和气相压降的实验研究

折流式超重力旋转床是一种新型高效的气液传质设备。液泛和气相压降是超重力旋转床流体力学的重要特征。实验以空气-水为物系,对转子直径为288 mm,高度为55 mm的折流式旋转床进行了气相压降和液泛实验。实验表明:随着转速和液流量的增加,液泛气速减小,折流式旋转床更容易液泛。气相压降随气量、转速、液量的增加而增大,随气量和转速增大的趋势比较明显,随液量增大的趋势比较缓慢。

气相压裂技术提高综放面初采的研究

以山西某矿1308综放工作面为工程背景,运用离散元数值模拟计算的手段,分别模拟了综放工作面初采时顶煤采用CO2炮弱化前后的顶煤垮落情况。揭示了采用CO2炮气相压裂技术弱化顶煤后,工作面出了切眼便可放煤。

三角形螺旋填料旋转床气相压降特性

为深入了解三角形螺旋填料旋转床气相压降的影响因素及规律,以空气-水为实验物系进行了实验和模型研究。改变气、液流量及转速测定气相压降的实验结果表明,气体流量和转速的增大均使干、湿床气相压降增大;液体流量增大时湿床气相压降先减小,而后基本保持不变;该旋转填料床具有气相压降小、操作弹性大的优点。按照气相压降产生的机理,将其分为局部压降、离心压降、转子外内腔压降和填料主体压降4部分进行模型研究,其中用旋涡理论描述转子外内腔压降、用简化的模型描述填料主体压降是新提出的方法,且所建模型能较好地描述气相压降的规律。