穿层钻孔抽放煤层瓦斯数值模拟研究

矿井瓦斯抽放是解决煤矿瓦斯问题、提高资源使用效益、确保煤矿安全生产的一种有效方法。为合理安排矿井抽掘采接替关系,确定穿层钻孔抽放参数,根据煤层瓦斯流动理论、质量守恒方程、真实气体状态方程、气体压缩系数方程,并以朗格缪尔方程作为吸附瓦斯解吸的数学规律,建立了穿层钻孔抽放煤层瓦斯数学模型,采用有限差分数值方法编制了计算程序,以全隐式格式确保计算过程的稳定性,根据实测煤层瓦斯参数进行了数值模拟计算,获得了穿层钻孔抽放条件下钻孔周围瓦斯压力分布情况以及钻孔有效抽放半径等抽放参数。分析表明,低透气性煤层抽放钻孔周围容易形成较高的瓦斯压力梯度,且在有限的抽放时间内有效抽放半径较小。数值模拟结果与现场实践基本一致。

利用穿层瓦斯抽采钻孔探测煤层小褶曲工程实践

探明煤层小构造对煤矿的安全生产至关重要,根据古汉山矿二1煤层穿层瓦斯抽采工程特点,分析了利用穿层瓦斯抽采工程进行地质探测的可行性,建立了试验工作面小构造预测数学模型。结合试验工作面瓦斯抽采工程现场施工数据,通过绘制煤层底板三维曲面图、煤层底板等高线图、煤层底板趋势面残差图以及煤层厚度等值线图,综合判断:在工作面通尺150~250 m之间,存在波长100 m左右、轴走向为N58°W的小褶曲。现场实际揭露情况与理论预测结果基本吻合,指导了工作面安全开采。

下行瓦斯抽采穿层钻孔排水技术及装置研究与应用

针对下行瓦斯抽采钻孔“排水难度大、易沉渣、封孔质量差、抽采浓度低”的问题,采用理论分析和现场试验的方式,研究下行瓦斯抽采穿层钻孔排水技术及装置。把下行穿层瓦斯抽采钻孔排水分为3个阶段:在施工过程中,通过理论计算,优化供水参数、供水管径,减少打钻过程中的沉渣量;在封孔前,采用潜入式排水装置,排水效率达到20L/min以上,钻孔注浆量提高40%;在抽采过程中,采用正压排水装置,排出抽采空间内的积水,排水效率达到10L/min以上,排水后瓦斯抽采浓度达到30%以上,保证了下行穿层瓦斯抽采钻孔的瓦斯抽采效果。

玉溪煤矿1301工作面底抽巷瓦斯抽采技术研究

针对玉溪煤矿3号煤层煤层瓦斯含量高的问题,提出布置底抽巷进行煤层瓦斯抽采。以1301工作面为试验工作面,底抽巷布置在工作面下方10 m的粉砂岩层内,与运输巷水平间距为10 m,穿层钻孔需穿透3号煤层并进入顶板砂质泥岩约0.5 m。每组布置9个抽采钻孔,抽采钻孔的终孔间距设计为5 m,每组钻孔可对3号煤层40 m宽度进行抽采,穿层钻孔的组间距也设计为5 m,最终穿层钻孔呈5 m×5 m的均匀网格状。通过对穿层钻孔瓦斯抽采量及煤层残余瓦斯含量进行现场检测,结果表明:抽采效果良好,完全达到瓦斯抽采标准,可满足矿方的安全生产要求。

煤矿底板煤岩瓦斯防治技术探析

煤矿底板钻孔瓦斯抽采技术能够利用钻孔对工作面底板的瓦斯进行有效抽采,解决了煤矿开采中底板出现的瓦斯问题,为安全高效煤炭开采提供了有力的技术支撑。本文具体以黄陵二号煤矿为例,对底板煤岩瓦斯防治技术进行了探讨,以供参考。