驱动力对煤介质中CO_(2)水合物生长动力学的影响

为探究不同驱动力对煤介质中CO_(2)动力学的影响,开展了3种驱动力条件下煤介质中CO_(2)水合物生长动力学实验,获取了CO_(2)水合物生成过程中动力学参数。结果表明:相同粒径体系生成水合物的过程中,3 MPa驱动力的CO_(2)气体消耗量约为2.5 MPa、2 MPa驱动力CO_(2)气体消耗量的1.14、1.34倍;不同粒径体系驱动力增加,体系内气体分子运动加快,气体分子与液面水分子碰撞的次数也会随之增高,CO_(2)水合物结晶成核的机会也随之增加,CO_(2)水合物气体消耗量、生长速率随之加快。在0.150~0.850 mm粒径范围内随着煤介质粒径增大,CO_(2)水合物生长速率逐渐提高;利用线性拟合获取了CO_(2)水合物平均生长速率与驱动力关系式,为预测CO_(2)水合物的平均生长速率提供参考。

页岩-煤吸附CO_2时间效应及变形各向异性试验研究

为对比研究页岩和煤在CO_2作用下吸附解吸与变形特性,采用四川盆地龙马溪组页岩和塔山煤矿煤样,利用"高温高压页岩吸附膨胀仪"在0~16 MPa CO_2压力下对以上两类样品进行了长达2 000 h的等温吸附及变形试验。结果表明:在渗透率和CO_2密度共同影响下,页岩和煤吸附平衡时间在0~6 MPa内随平衡压力升高逐渐增加;当CO_2压力到达临界压力附近时,吸附平衡时间急剧缩短(页岩9.3 h,煤4.8 h);继续升高平衡压力,平衡时间再次增加。垂直、平行层理方向弹性模量的差异致使页岩变形各向异性随平衡压力升高不断减弱;煤变形各向异性比页岩更显著,随平衡压力升高波动性较大。页岩在气体压力为10 MPa附近达最大吸附量0.082 mmol/g,其体积应变量与吸附量满足二次函数关系。煤在气体压力为7 MPa附近达最大吸附量1.421 mmol/g,其体积应变量与吸附量呈现良好的线性关系。

基于Apriori算法的盘江矿区煤与瓦斯突出特征研究

为揭示盘江矿区煤与瓦斯突出灾害发生规律,提高瓦斯防治工作的针对性,根据Apriori算法规则的原理和方法,对盘江矿区37起煤与瓦斯突出事故点的瓦斯地质参数进行了统计分析,以最小支持度为40%、最小置信度为75%的二项关联规则基准开展了数据挖掘试验。结果表明:煤层瓦斯压力1~2 MPa与埋深200~400 m、煤厚2~4 m与煤的瓦斯放散初速度≥15mmHg、煤厚2~4 m与煤厚变异系数≤0.2、泥岩厚度≤5 m与围岩强度系数≥2,是具有强关联特征的参数组合类型,盘江矿区发生煤与瓦斯突出地点都呈现浅埋深、高瓦斯压力、厚煤层和围岩强度大的典型特征;在特殊的山地浅埋深条件下(200~400 m),煤层原始地应力往往不大,高瓦斯压力是煤与瓦斯突出的主要影响因素,煤层瓦斯压力普遍达到1~2 MPa;煤厚增大、瓦斯放散初速度高反映出煤体结构受到过强烈破坏,局部发育具有煤与瓦斯突出倾向的构造煤,煤厚变异系数小预示煤层遭受的破坏形式不以煤层局部变异为特征,可能存在以分层构造煤特征的煤体结构破坏的形式;在煤层的顶底板砂岩等强岩层普遍较厚的情况下,煤层高强度砂岩顶板在开采扰动下产生的动载荷条件,叠加形成了煤与瓦斯突出发生强应力场条件;高瓦斯压力、构造煤与顶板围岩特性是影响盘江矿区煤与瓦斯突出的主要因素,在煤矿开采过程中,应以瓦斯压力作为主导参数指标,并重视结合构造煤、顶板岩性的特征来开展煤层突出预测与治理工作。

煤与瓦斯(CO_2油气)突出防治措施

煤与CO2、油气突出在国内比较罕见,窑街煤电公司海石湾矿借鉴煤与瓦斯突出的防治技术,采取以抽放为主的防突措施,取得了一定的成效。在介绍该矿突出防治措施的基础上,分析了制约安全生产的有关问题,提出了进一步加强安全生产的技术途径。

CO_(2)致裂技术在贵州大运煤矿、宏发煤矿低渗煤层瓦斯治理应用研究

CO_(2)致裂技术是一种操作简便、使用环保的煤层增透技术,具有安全、高效以及可以重复使用的优点。为了探究CO_(2)致裂技术在贵州高瓦斯低渗透煤矿的应用效果,选取了贵州两处高瓦斯、低渗透煤矿进行现场实验并观测实验结果。通过检测CO_(2)致裂前后煤层瓦斯宏观参数变化,并进行对比分析,结果表明:CO_(2)致裂技术对煤层增透效果明显,相较于未作用煤层,透气性系数提高了3倍,结合瓦斯自然流量衰减系数,原煤层由较难抽采变为可抽采;瓦斯抽采体积分数、瓦斯抽采纯量均有明显提升,并且致裂后瓦斯抽采纯量在30 d范围内有先增加再降低的趋势,应该是致裂后CO_(2)驱替瓦斯导致;致裂后残余瓦斯含量低于5.5 m^(3)/t,小于原始煤层瓦斯含量,并低于《防治煤与瓦斯突出规定》规定的残余吨煤瓦斯含量临界值8 m^(3)/t。表明CO_(2)致裂技术在增透低渗煤层上具有良好的运用效果。

突出煤层掘进工作面CO_2可控相变致裂防突技术

针对试验矿井煤层掘进工作面煤层透气性差,预抽煤层瓦斯困难,地应力大的特点,为了实现突出煤层快速、安全掘进,通过理论分析及工业试验的方法,提出了适合试验矿井掘进工作面的CO_2可控相变致裂防突技术工艺;系统评价了CO_2可控相变致裂防突技术的有效性、适应性和安全性。研究结果表明:CO_2可控相变致裂防突技术主要是利用液态CO_2瞬间气化过程中产生的能量剪断剪切片,产生应力波及高压气体,使周围煤体产生裂隙,以提高煤层渗透率,达到防治煤与瓦斯突出的目的。通过试验矿井掘进500 m巷道的防突技术应用表明:掘进工作面采用CO_2可控相变致裂防突技术后,钻屑瓦斯解吸指标Δh2较采用常规密集排放钻孔消突技术时下降近50%,瓦斯抽采量提高近2倍,巷道安全掘进速度提高1.5倍以上。

16201^(-1)综采放顶煤工作面防治煤与瓦斯(CO_2)突出危险研究

窑街煤电公司一号井六采区16201-1工作面布置在突出煤层区域内,设计工作面采用综采放顶煤采煤方法,在采取一系列防治煤与瓦斯(CO2)突出措施后,排除了煤与瓦斯(CO2)突出危险,在掘进及回采过程中没有发生突出现象,证明了对该工作面采取的防治煤与瓦斯(CO2)突出措施及措施效果检验排除煤与瓦斯(CO2)突出危险的结论是可靠的,对今后突出煤层综采放顶煤工作面防治煤与瓦斯(CO2)突出危险研究将有一定的借鉴意义。

煤巷掘进工作面CO_2相变致裂防治煤与瓦斯突出技术

通过理论研究和工业试验,确定了CO_2相变致裂技术防突措施,并提出了适合试验矿井掘进工作面的防突措施工艺参数,系统评价了CO_2相变致裂技术措施的有效性、适应性和安全性。研究结果表明:CO_2相变致裂技术防突措施是利用CO_2液气两相转变时产生的能量剪断剪切片产生应力波及高压气体使煤体产生裂隙,以提高煤层渗透率达到防治煤与瓦斯突出的目的。通过煤层掘进巷道试验验证了该技术的可行性。

急倾斜CO_2突出厚煤层分层放顶煤开采防治技术分析

急倾斜CO2突出厚煤层分层放顶煤开采防治技术分析,可确切掌握自然卸压深度,将下一个工作面的安全采、放高度合理选择在自然卸压有效、安全范围之内的被解放煤层之中,为今后开采将工作面采、放高度严格控制在自然卸压有效安全范围内提供可靠的技术依据,为煤巷掘进和工作面的安全开采提供技术保证,确保在急倾斜CO2突出厚煤层中实行分层放顶煤开采时不发生"煤与CO2突出"事故。

煤与CO_2突出矿井采煤工作面沿空留巷开采技术研究

在煤矿建设及生产过程中,防范和治理瓦斯、煤与CO2突出是矿井实现安全生产的重大难题。窑街煤电集团有限公司是我国目前惟一开采具有煤与CO2突出危险性的矿区,海石湾煤矿是窑街煤电集团有限公司的主力接续矿井,主采煤层CO2含量高,压力大,煤与CO2突出灾害严重。为了应对矿井生产规模不断扩大的挑战和煤与CO2突出灾害带来的严重威胁,实现矿井安全、高效开采,实现矿区的和谐发展,通过对海石湾煤矿煤一层(保护层)沿空留巷、Y型通风、连续开采的超远距离上保护层开采及煤二层卸压瓦斯抽采技术研究,探索出开采煤与CO2突出危险矿井的模式,形成适合海石湾煤矿的上保护层开采及卸压瓦斯抽采技术体系,实现矿井的安全、高效、集约化开采。

基于氮吸附、压汞联合试验的CO_(2)致裂对煤岩孔隙的影响

煤岩中的孔隙结构特征对瓦斯运移和富集有着至关重要的影响。为了研究CO_(2)致裂对煤岩孔隙的影响,利用低温氮吸附试验与压汞试验相结合的方法对致裂前后的煤岩孔隙变化进行定量表征,并使用扫描电镜、现场致裂后煤岩瓦斯抽采分别从定性和宏观上反映CO_(2)致裂对煤岩孔径分布和孔隙结构特征的影响。结果表明,CO_(2)致裂会迫使煤岩中微孔、小孔孔隙结构改变,从墨水瓶形孔转变为开放型孔隙,各孔径段孔容有所增长扩张,致裂主要迫使孔径在10 000~100 000 nm的孔隙有较为明显的发育扩张。煤岩中存在渗流孔隙和扩散孔隙,致裂后渗流孔体积和百分比呈现先增长后逐步降低的现象,扩散孔体积变化趋势与渗流孔一致,但其百分比先降低后逐步回升。通过扫描电镜、现场测定及计算等辅助手段从宏观方面反映出CO_(2)致裂对孔隙有明显作用,对消除煤与瓦斯突出有积极效果。

液态CO_2相变致裂技术在金佳煤矿的应用

为更好地在低渗透、高瓦斯、强突出煤层中应用CO_2致裂技术,在金佳煤矿11224运输巷与212石门进行CO_2相变致裂的防突预抽现场试验,通过比较煤层致裂后的瓦斯压力与含量变化,确定CO_2致裂技术在顺层孔与穿层孔中的差异,研究结果表明:一次液态CO_2相变致裂时间为2.0～2.5 h,且需要多次注入液态CO_2致裂才能提高瓦斯抽采效果;采用液态CO_2致裂技术可在原来基础上减少煤层瓦斯含量6%～12%,减少煤层瓦斯压力9%～12%,并且运用在穿层孔的效果要优于顺层孔,但是穿层孔的规律不如顺层孔稳定;液态CO_2致裂技术的致裂半径为6 m,为提高致裂效果可采用叠加致裂的布孔方式,增大钻孔群的抽采效果。该对比研究结果为液态CO_2相变致裂技术运用在煤矿瓦斯突出与防治领域提供了有效依据。

阜新王营煤矿煤(岩)与瓦斯突出特征与防治对策

王营煤矿瓦斯突出随深度而增多、增强;具有地段、层位分布特性;一般以游离瓦斯突出为主,同时伴随煤岩突出.采取井下钻探释放的方式防治瓦斯突出,同时瓦斯抽放与利用也是解决瓦斯突出的既安全又经济的措施.

我国煤、岩与二氧化碳突出的情况及地质原因

随着我国煤炭开发强度的不断加大、煤、岩与二氧化碳突出灾害问题也日趋引起人们的重视。本文论述了目前我国矿井发生煤、岩与二氧化碳突出、二氧化碳喷出的基本情况;突出矿井二氧化碳的来源问题;发生二氧化碳突出的主要地质原因。以提供煤、岩与二氧亿碳突出的预测和预防作为参考。

围岩钻孔装药聚能爆破法防止煤与瓦斯突出

围岩聚能爆破时突出危险煤层的状态改变,主要取决于爆破对瓦斯—煤热动力体系的冲击作用强度,而沖击作用强度又主要取决于药包参数、药包的相互布置,以及药包距煤层的距离。在阿尔错姆煤炭生产联合企业鲁勉采夫矿850m 水平开采布加乔夫煤层时。

CO_2气相压裂增透技术在立井揭煤中的应用

常规的穿层钻孔预抽煤层瓦斯区域防突措施,抽采瓦斯速度较慢,抽采效果较差,揭煤工期较长,且安全保障程度较低。五阳煤矿扩区进风立井揭煤施工中,运用CO_2气相压裂增透技术,安全高效地揭穿了深厚突出煤层,为同类工程施工提供了经验。

“2-4”模型在煤与瓦斯突出事故的应用

文章基于行为安全“2-4”模型,对“12.16”广隆煤矿重大煤与瓦斯突出事故进行了分析,有针对性地对事故的直接原因、间接原因、根本原因、根源原因进行了分析,并提出相应的事故预防措施,准确地找到了企业的“管理漏洞”,对企业的安全生产经营提出了改进意见,也为事故预防提供了新的思路。

基于改进MobileNetV2的钻杆计数方法研究

煤层天然气预抽可提高煤矿井下开采效率和天然气利用率,而钻孔深度是天然气预抽的关键参数。为此,对钻杆计数方法展开了详细研究。建立钻机工作状态数据集作为钻杆计数方法的数据基础,探究了煤矿井下不同环境中的钻杆计数方法。针对钻机稳定工作环境中钻杆计数精度低的问题,提出了基于改进MobileNetV2(P-MobileNetV2)的解决方案。结果表明,P-MobileNetV2在钻机工作状态识别任务上优于其他7种经典图像识别模型,在煤矿井下具有一定的应用可行性。

煤与瓦斯(CO_(2))突出急倾斜煤层灾害综合治理模式研究

针对窑街煤电集团三矿急倾斜特厚煤层和煤与瓦斯(CO_(2))突出的特征,阐述了该矿经过多年探索、实践、调整、总结形成的特有的煤与瓦斯(CO_(2))治理模式——“三矿模式”:区域治理采用“底板岩石大巷抽采+上区段保护层泄压开采+顶板爆破卸压+穿层钻孔抽采+井下定向钻孔抽采+地面‘L’型压裂抽采区域瓦斯与CO_(2)治理技术”;局部治理采用“顺层钻孔抽采+石门揭煤抽采技术”的综合治理模式,有效解除了工作面煤与瓦斯(CO_(2))突出危险,取得较好的技术经济效益,此模式可为类似条件下煤层开采提供一定参考。

煤矿煤(岩)与瓦斯突出事故原因分析

对煤(岩)与瓦斯突出特征进行分析,煤(岩)与瓦斯突出具有突发性、强度大、伴生事故性等特点,找准煤(岩)与瓦斯突出事故发生原因,并提出了完善地质勘探资料、制定详细的煤(岩)与瓦斯突出危险性防突专项设计、制定详细的煤(岩)与瓦斯突出危险性防突专项设计及煤(岩)与瓦斯突出规范化管理等措施。