上覆远程卸压岩体移动特性与瓦斯抽采技术

运用数值模拟和现场试验相结合的研究方法,研究上覆远程卸压岩体移动和裂隙分布以及远程卸压瓦斯的渗流流动特性,提出了符合远程卸压瓦斯流动特性的远程瓦斯抽采方法。通过淮南潘一矿煤与瓦斯安全高效共采试验证明,底板巷道网格式上向穿层钻孔远程瓦斯抽采方法可以区域性地消除卸压煤层的突出危险性,有效地降低卸压煤层的瓦斯含量,实现高瓦斯、煤与瓦斯突出危险煤层的安全高效开采。

采动区远程卸压煤层气抽采地面井产能影响因素

以淮南矿区远程卸压煤层气地面井抽采工程实践为依托，通过工程试验和系统分析，探讨了远程卸压煤层气地面井的产能特点及其影响因素。研究结果表明，远程卸压煤层气地面井的产能曲线可分为两个阶段，在较短时间内顺利完成第1阶段的井才能有较高产能。研究还显示，煤层气地面井产能受地层结构和采动影响较大。在研究区，当地层结构为松散层厚度〈406m，基岩与松散层厚度比值〉0．74，下保护层与被保护层间距为66～70m，且平均采高≤2．2m，平均产煤低于3898t／d时，利于远程卸压煤层气地面井抽采；当松散层厚度〉430m，11—2煤和13．1煤层间距〉74m，基岩与松散层厚度比值〈0．7时，卸压煤层气地面直并成功率较低，此时，可通过改变并位和优化并身结构来适应地层结构的变化，提高地面井抽采成功率。

远程卸压瓦斯抽放数值模拟

利用新近开发的含瓦斯煤岩破裂过程固气耦合作用的F -RFPA2D数值模拟工具 ,模拟了潘一矿在下煤层开采过程中上覆岩层的移动、垮落的全过程 ,以及由于下煤层开采所诱发的上煤层 (主采煤层 )透气性演化过程 ,并对采动影响下煤层瓦斯抽放时瓦斯的流动运移规律进行了初步的数值模拟研究。模拟结果同现场工程实际比较吻合 ,表明利用F -RFPA来研究煤矿开采所诱发的煤层透气性演化和瓦斯运移等工程实际问题是可行的。

远程卸压瓦斯抽采特征与采动裂隙演化的数值模拟

为了解远程卸压开采中的瓦斯抽采特征及裂隙演化过程,以朱集矿首采工作面综合抽采为例,对比分析了各措施抽采参数变化规律。研究结果表明:留巷埋管和地面钻井抽采瓦斯浓度较高,穿层钻孔因顶板运动可能造成钻孔错断,尚不能准确实现远程定点抽采,各孔瓦斯抽采纯量和浓度差异较大,在钻孔布位和维护方面仍有较大的优化空间。运用UDEC软件模拟了采动裂隙的演化进程,模拟结果与瓦斯抽采参数的监测结果和来压规律较为吻合,可辅助查明留巷内穿层钻孔的损毁原因。

双关键层跨煤组远程卸压增透效应试验研究

以潘二煤矿11223工作面远程卸压4^#煤为研究背景,采用物理模拟、FLAC^3D流固耦合模拟及现场工程实测相结合的方法,对远程被保护层4^#煤卸压增透区分布特征及关键层破断影响卸压瓦斯抽采效果机制进行分析.结果表明:1)卸压瓦斯抽采量极值点间距与上位关键层周期断裂步距吻合,而下位关键层破断对卸压瓦斯抽采没有直接影响,上位关键层周期断裂步距对远程卸压瓦斯抽采峰位具有一定预测作用;2)经压实变形后,被保护层膨胀变形和渗透率在煤层倾斜方向呈双峰形态,其量值为在中下部最大,中上部次之,中部最小;3)4^#煤实测膨胀变形达到1.26%,卸压瓦斯抽采率为69.59%,煤层渗透率扩大2149倍,证明该工程地质条件下3^#煤远程卸压4^#煤具有可行性.

复杂特困条件下煤层群瓦斯抽放技术研究

应用数值模拟、相似材料试验、工业性试验等方法,研究了采场顶底板煤岩层移动及裂隙发育特征与瓦斯流动的关系,以及与之配套的瓦斯抽放方法与关键参数。确立了开采煤层顶板瓦斯抽放技术、开采远距离煤层上向卸压瓦斯抽放技术、开采近距离煤层下向多重卸压瓦斯抽放技术等适合复杂特困条件下煤层群开采的瓦斯抽放技术,全面考察了现场应用效果。