煤层抽采钻孔瓦斯衰减分析与抽采钻孔封孔工艺改进

通过对含瓦斯煤体微观结构以及瓦斯在煤体内部运移规律进行分析,阐述了煤层抽采钻孔瓦斯衰减原因,提出了煤层瓦斯抽采钻孔优化布置和抽采钻孔封孔应注意的事项及改进方法。

瓦斯涌出衰减特征法测定水力冲孔抽采影响半径

确定水力冲孔瓦斯抽采影响半径参数对于提高瓦斯抽采效率,消除钻孔间防突空白带,保证煤矿安全生具有重要的现实意义。在研究分析钻孔周围煤体松动对瓦斯涌出的影响,负压抽采下排放钻孔瓦斯流动、涌出特点,发现排放钻孔瓦斯涌出可分为前期、后期2个阶段,应用钻孔瓦斯涌出量负幂指数方程分别计算前期瓦斯排放量和后期瓦斯极限排放量,两者加和为钻孔瓦斯极限排放量Qj,提高了计算求解的准确性;指出负压抽采影响下排放钻孔周围煤体瓦斯流向抽采钻孔,是排放孔后期瓦斯涌出衰减系数突变性减少原因,造成排放孔百米钻孔瓦斯极限排放量与未受抽采影响的显著差异性;根据受负压抽采影响出现的排放钻孔瓦斯涌出衰减系数突变性、排放钻孔百米瓦斯极限排放量显著差异特征,提出了瓦斯涌出衰减系数特征法测定水力冲孔抽采影响半径的方法;运用此法在鹤壁中泰煤业公司进行了现场测试,结果表明,煤孔平均冲出煤量1.3 t/m,抽采时间60 d,抽采影响半径为5.1 m。

基于瓦斯抽采量衰减分析的预抽钻孔参数优化

在工作面接替紧张的情况下,通常采用加密预抽钻孔的方式缩短预抽时间,但钻孔加密到何种程度没有相关设计数据。通过分析单孔瓦斯抽采量和抽采时间的关系,建立了基于动态评估煤层瓦斯抽采总量下的计算钻孔间距方法,合理确定钻孔间距,从而优化设计抽采钻孔,并通过回采前抽采评价验证钻孔间距设计的合理性,保证工作面安全回采。

急倾斜煤与CO_2突出厚煤层透气性系数、瓦斯(CO_2)涌出衰减系数的测定

通过对急倾斜煤与CO2突出厚煤层透气性系数、瓦斯(CO2)涌出衰减系数的测定,分析总结出煤二层为透气性较好的煤层,属容易抽放煤层。为合理布置瓦斯(CO2)抽放钻孔提供了科学依据。

囊袋式全程下筛管带压封孔技术在瓦斯抽采中试验及应用

在突出单一中厚煤层瓦斯抽采过程中,封孔质量是影响钻孔抽采效果的关键因素。针对普通封孔工艺在瓦斯抽采过程中存在的问题,介绍了囊袋式全程下筛管带压封孔技术的基本原理,在试验区对2种封孔工艺及抽采效果进行了试验,对比分析得出:囊袋式全程下筛管带压封孔技术从钻孔施工到封孔连抽能够满足现场瓦斯抽采需要;连抽之后无论是单孔还是整体上抽采效果显著提高,抽采浓度、抽采纯量提高,瓦斯衰减周期延长,为下一步瓦斯钻孔封孔提供指导。

掘锚一体化巷道瓦斯治理技术研究

为了有效防止巷道掘进期间瓦斯的大量集聚或者涌出,确保矿井安全开采,分析了瓦斯涌出的影响因素,采用COSMOL Multiphysics数值模拟软件,对不同掘进速度下巷道瓦斯流动规律进行了模拟分析。研究得出,掘进速度对于巷道周围瓦斯压力的分布有影响,掘进巷道沿巷道走向、巷帮方向时,瓦斯衰减范围随着掘进速度增大而减小;巷道掘进速度越快,煤层瓦斯梯度越小,靠近煤壁处,瓦斯的流动速度也越慢。该研究为有效防止巷道掘进过程中可能发生的瓦斯事故提供了理论基础。

丁集煤矿煤层瓦斯基本参数测定分析

结合丁集煤矿11-2、13-1煤层工程实际,测定了瓦斯压力、瓦斯含量和钻孔瓦斯流量衰减系数等瓦斯基本参数,对测定结果进行了分析。

西曲矿8号煤层瓦斯可抽性评价与抽采效果

以西曲矿8^#煤层的实际工程地质情况作为研究背景,综合运用实验室分析、理论分析与实际应用相结合的研究方法,进行了西曲矿8^#煤层可抽性评价,根据评价结果,提出了采用本煤层抽放与高位裂隙带抽放相结合的综合瓦斯抽采技术,在8^#煤18202综采工作面进行了现场应用并对瓦斯抽采效果进行了分析,达到了良好的经济技术效果,保证了矿井安全生产。

伏岩煤业瓦斯抽采钻孔流量衰减规律及原因分析

为了分析伏岩煤业瓦斯抽采钻孔流量衰减规律及造成流量衰减的主要原因,采用现场实测、理论分析相结合的方法对此进行了研究。对现场实测数据回归分析,得出了抽采钻孔流量衰减规律符合对数公式:q t=-39.989ln(t)+257.94,相关性系数R2=0.941 5。分析认为煤层瓦斯压力降低及钻孔漏气是造成纯流量衰减的主要原因。

“四位一体”措施和测试方法在突出煤层掘进中的应用

在突出煤层掘进中应用“四位一体”方法进行预测预报 ,达到预防煤与瓦斯突出的效果 。

顺层钻孔抽采半径确定及数值模拟

针对传统抽采半径测定方法难度大、成本高的问题,提出了一种基于钻孔瓦斯涌出衰减特征结合数值模拟验证的新方法。将钻孔的瓦斯涌出过程分为前段和后段,回归分析后段钻孔瓦斯涌出规律,比较后段钻孔瓦斯流量衰减系数及百米钻孔瓦斯极限排放量,最后结合COMSOL数值模拟软件进行验证。

贵州松软低透难抽煤层分布规律研究

收集了贵州9个煤矿区60个含煤构造单元292对煤矿的683个煤的坚固性系数(f)测值、585个煤的破坏类型测值,8个煤矿区57层煤层的钻孔流量衰减系数(α)和透气性系数(λ)测值。在这些数据的基础上,分别从f值、煤的破坏类型、透气性系数和钻孔瓦斯流量衰减系数等角度,全面系统的总结贵州煤矿区松软低透气性难抽煤层的分布特点,分析和研究贵州煤矿区松软低透气性难抽煤层分布规律,为贵州煤矿区瓦斯治理提供宏观指导和参考。

基于瓦斯涌出量衰减特征的钻孔抽采影响半径测定方法

根据煤层瓦斯流动理论,运用RFPA数值软件对钻孔负压抽采及排放过程中瓦斯流动与涌出特征进行了数值研究,确定受抽放负压影响的排放孔的瓦斯涌出量衰减率大于不受抽放孔影响的排放孔,并且根据钻孔周围煤体松动对瓦斯涌出的影响,得出钻孔瓦斯涌出具有分段性特征;提出了用钻孔瓦斯涌出量衰减系数作为考察指标,通过比较衰减系数突变情况和百米钻孔瓦斯极限排放量确定抽采影响半径,运用此方法测定了平煤五矿己15煤层顺层钻孔抽采影响半径。结果表明,钻孔瓦斯涌出量衰减特征法能够准确、方便地测定出该煤层钻孔抽采影响半径。

煤层透气性系数测定方法的优化研究

煤层透气性系数与钻孔瓦斯流量衰减系数都是反映煤层瓦斯抽采难易程度的重要指标,通过对两者通用的测算方法进行分析,发现两者在反映煤层瓦斯抽采难易程度上存在不一致的问题。针对该问题,本文在原测算方法的基础上提出了一种优化处理煤层透气性系数的方法。采用该方法,能准确反映原始煤层真实的透气性,避免了原测算方法因采用基础数据不同带来的结果差异,在现场实践运用中合理、可靠,能为评判煤层抽采难易程度提供准确的依据。

低透高突煤层气相压裂钻孔有效抽采半径的研究

为提高新元煤矿低透高突煤层的瓦斯抽放效果,对瓦斯抽采钻孔进行气相压裂后的瓦斯抽采半径进行了研究。通过理论分析得出,合理布置钻孔间距是提高瓦斯抽采量的有效方式,增加钻孔孔径和抽采负压受到诸多条件的限制。通过现场实测得出,原始钻孔瓦斯流量衰减系数为0.102/d^0.129/d,压裂后变为0.018/d^0.051/d,煤层由难抽采改造成为可以抽采的类型;原始钻孔在抽采60d后,瓦斯抽采半径维持在0.82m左右,压裂后的抽采半径从30d的1.62m逐渐增加到150d的3.52m,压裂后的抽采有效半径提高了2.1~4.3倍。研究将为低透高突煤层矿区的瓦斯抽采工程治理提供借鉴。

低透气性突出煤层煤巷“三带”的研究与应用

针对车集煤矿2309工作面煤层瓦斯含量较高、煤层透气性较差等问题,采用Origin数值分析,对2309工作面切眼两侧顺层钻孔内瓦斯浓度变化规律及2309工作面切眼两侧卸压带宽度进行了研究。研究得出:2309工作面切眼卸压带内宽度自巷道左帮开始为0~12.7 m,应力集中带位于12.2~16.7 m,原始应力区为大于16.7 m。因此,2309工作面向前掘进时进尺不大于12.7 m,且对本煤层施工的顺层钻孔封孔长度不小于12.7 m,才能够有效保证钻孔的抽采效果;同时根据钻孔瓦斯浓度衰减规律,要求顺层钻孔在封孔结束后30 d内必须保证抽采负压,确保钻孔的抽采效果。研究为矿井的瓦斯抽采和巷道掘进速度提供技术支撑,有效保证了突出煤层瓦斯防治的治理水平。