山脚树矿131811掘进工作面钻屑瓦斯解吸指标测定漏气异常分析

对山脚树矿131811掘进工作面钻屑瓦斯解吸指标K_1值测定过程中的漏气问题进行分析,发现采三区主通风机喘振引起的巷道静压波动是导致K_1值测定失效的主要原因,温度影响为次要原因。喘振引起巷道静压波动导致测定压力值波动较大,仪器误判断显示为漏气。外界环境若引起煤样罐内温度升高,测定压力值偏大,进而测定K_1值偏大;反之,温度降低,测定压力值偏小,进而测定K_1值偏小。针对巷道静压波动导致钻屑瓦斯解吸指标测定失效问题,可采用给定基准稳定静压源的方式解决,同时真空保温型煤样罐可有效降低环境温度对K_1值测定的影响。

钻屑瓦斯解吸指标测定取样装置研究现状

随着我国煤与瓦斯突出预测技术日益完善,煤与瓦斯突出事故得到极大改善,但开采深度增加导致煤层结构日趋复杂,煤与瓦斯突出事故仍时有发生。取样装置是采用钻屑指标法预测煤与瓦斯突出的基础,目前普遍存在因为钻机振动、钻屑飞扬而取样困难的问题,特别是我国煤层逐渐呈现出松软和急倾斜特征。总结了煤矿用钻屑瓦斯解吸指标测定取样装置的研究现状,阐述了其工作特点及未来发展趋势。

钻屑瓦斯解吸指标临界值的确定及应用

为准确界定预测突出危险性的钻屑瓦斯解吸指标临界值,基于钻屑瓦斯解吸指标物理意义的解释和实验室条件下对屯兰煤矿2号煤层煤样解吸规律的分析,阐述了钻屑瓦斯解吸指标、瓦斯解吸量与平衡压力之间的关系;综合理论计算与现场实际情况,确定了屯兰煤矿2号煤层"高压力、低含量"的突出特征及其临界突出压力,并计算获得突出危险性预测钻屑瓦斯解吸指标K1的临界值为0.18 mL/(g·min0.5),Δh2的临界值为95 Pa,现场应用表明,所确定的临界值对突出危险性的预测更为准确,能够更好地保证矿井生产安全。

钻屑量与钻屑瓦斯解吸指标预测突出的应用研究

对钻屑量与钻屑瓦斯解吸指标进行了理论分析,论述了钻屑量与钻屑瓦斯解吸指标在预测煤与瓦斯突出危险性应用中的影响因素。在此基础上,提出了一些减小指标测定误差的建议措施。

祁南煤矿72^#煤层钻屑瓦斯解吸指标敏感性分析

为了确定祁南煤矿72#煤层钻屑瓦斯解吸指标的敏感性,采用实验室实验和现场统计分析相结合的方法进行研究。通过实验室模拟现场测定指标,掌握钻屑瓦斯解吸指标与吸附平衡压力之间的关系,结合煤层区域预测指标(瓦斯压力)得到指标的参考临界值。以714运输巷为考察对象,采用现场实测方法研究指标的分布规律和相关性,并利用临界值迫近度法对敏感性进行定量分析,结果表明:在突出危险性预测和效果检验工作中,祁南煤矿72#煤层钻屑瓦斯解吸指标Δh2相对K1敏感性更高,可作为主要预测指标。

钻屑解吸指标与瓦斯压力关系的应用

针对井下钻孔直接测定煤层瓦斯压力时由于封孔困难和受采掘卸压影响,有时很难测到煤层原始瓦斯压力,而且周期长的问题,通过在贺西煤矿井下快速测定的钻屑解吸指标,间接地反演求出了该矿煤层瓦斯压力;测定结果表明：煤壁瓦斯卸压带宽度约15~20m,当测压封孔深度和钻屑解吸指标测试深度小于此值时,实测和反演计算的压力为残存压力;大于此深度时,近似为原始压力;实测和反演计算压力结果一致。该结论可对贺西煤矿瓦斯治理具有一定的指导意义。

钻屑瓦斯解吸指标K_1值测定误差的影响因素

分析了工作面突出危险预测中影响钻屑瓦斯解吸指标K1值测定误差的常见因素,并在此基础上提出了一些测定中应该注意的事项和减少误差的措施。

岩浆岩圈闭区煤层钻屑瓦斯解吸指标敏感性研究

为研究岩浆热演化区域煤层钻屑瓦斯解吸指标的敏感性,建立杨柳煤矿10煤层岩浆岩圈闭区煤层敏感指标体系,论文采用实验室实验和现场考察相结合的研究方法对岩浆岩圈闭的104,106采区突出预测指标(钻屑瓦斯解吸指标K1,Δh_2)的敏感性进行系统研究。结果表明:岩浆岩圈闭区域10煤层瓦斯初始解吸量大,初始解吸速度快,第1 min及第3~5 min瓦斯解吸量随瓦斯压力的变化符合幂指数关系;依据Δh_2指标计算所得的第3~5 min瓦斯解吸量与实测的瓦斯解吸量平均误差为23.30%,而依据K1指标计算的第1 min瓦斯解吸量与实测的瓦斯解吸量平均误差56.22%;依据Δh_2指标计算所得的第3~5 min瓦斯解吸量与实测的瓦斯解吸量平均误差更小,即表明Δh_2指标更敏感。同时,现场实测的78组钻屑瓦斯解吸指标结果也表明Δh_2指标迫近度方差和标准差较大、对工作面推进过程中的地应力及突出危险程度变化反映能力更强,即Δh_2指标更加敏感。因此,结合现场考察和实验室测定结果,将Δh_2作为10煤层岩浆岩圈闭区主要敏感指标,K1指标作为辅助指标。

潘一矿煤钻屑瓦斯解吸指标Δh_2值的突出敏感性及其临界值

针对中国工作面突出预测敏感指标及其临界值的研究现状,通过理论分析、实验室实验和现场测试等方法,提出采用煤钻屑瓦斯解吸指标Δh2值作为工作面突出的判定理论和敏感指标的判定方法,以潘一矿13-1煤层采掘工作面为研究对象,选用"三率"法和"灰色关联"分析方法对提出的理论进行了验证。采用钻屑瓦斯解吸指标Δh2作为采掘工作面突出的判定方法,解决了敏感指标间相互交叉的问题和临界值模糊性难题,提高了敏感指标的适应性。

孟津矿钻屑瓦斯解吸指标临界值研究

为了消除石门揭煤过程中煤与瓦斯突出危险性,孟津矿采用钻屑瓦斯解吸指标Δh2进行预测。通过煤与瓦斯突出能量方程及实验室测定的钻屑解吸强度和瓦斯压力的关系确定出孟津矿瓦斯突出压力临界值,进而推导出钻屑瓦斯解吸指标的临界值Δh2=200 Pa,结果表明:该临界值适合孟津矿,保证了煤矿安全生产。

对钻屑瓦斯解吸指标预测突出敏感性的探讨

通过实验室试验,结合理论分析寻找影响钻屑瓦斯解吸指标因素之间的相关关系以及这些因素与钻屑瓦斯解吸指标之间的关系。以此为依据分析了该指标预测工作面突出危险性的敏感条件,提出了敏感性更强的新的预测指标。

利用煤钻屑瓦斯解吸指标法测定煤层瓦斯含量

煤层瓦斯含量是计算矿井瓦斯储量和预测瓦斯涌出量的基础,也是预测煤与瓦斯突出的重要参数之一。在实验基础上,提出了煤钻屑瓦斯解吸指标法测定煤层瓦斯含量法,并经过实际验证该方法合理可靠。

煤矿钻屑量与瓦斯解吸指标的测定影响因素研究

现行的煤与瓦斯突出预测方法中最常用的是钻屑指标法,其两个主要参数是钻屑量和解吸指标。在对预测的过程、步骤以及影响预测指标误差的因素进行分析的基础上,提出了从钻孔布置、施工、采样和仪器操作等方面采取一些措施,用以减小或避免测定过程中产生的误差,以便提高预测的准确性和可靠性。

钻屑瓦斯解吸指标K1临界值快速确定方法试验研究

针对钻屑瓦斯解吸指标K1在现场测定过程中由于人员操作、仪器性能、工艺缺陷、暴露时间、钻孔布置等因素导致瓦斯损失量较大,造成K1临界值测定不准确,误差达到30%等问题,通过实验室实测方法对安徽、山西、贵州、河南、重庆、云南等6个地区59个煤矿153个煤样在实验室进行了瓦斯放散初速度指标ΔP和K1∝P关系模型的试验测定,确定出实测(K1)0.74临界值,分析了ΔP与K1∝P关系模型中的待定系数A呈幂函数关系以及待定系数B的取值,得出了6个地区钻屑瓦斯解吸指标K1与ΔP的量化关系,建立了当瓦斯压力为0.74 MPa时,6个地区钻屑瓦斯解吸指标(K1)0.74-ΔP临界值关系模型。试验结果表明:相对实测(K1)0.74临界值,关系模型(K1)0.74临界值绝对值最大误差为17.87%,最小误差为0.53%,最大误差小于30%,说明通过(K1)0.74-ΔP临界值关系模型确定钻屑瓦斯解吸指标临界值具有一定的准确性和可靠性。试验结果也说明了在相同的临界瓦斯压力条件下,K1临界值的大小主要取决于ΔP,而ΔP在实验室测定仅需4 h,对同一地区煤矿煤层,利用(K1)0.74-ΔP临界值关系模型,可以快速确定出煤层钻屑瓦斯解吸指标临界值,为确定矿井区域措施效果检验指标临界值以及进行突出危险性预测预报提供科学依据和理论指导。

反循环取样技术在钻屑瓦斯解吸指标K_1值测定中的应用

针对传统的麻花钻杆机械排渣取样测定K_1值存在受孔壁残粉影响较大、煤样暴露时间无法准确界定的弊端,研究了双壁钻杆的反循环取样技术用于煤矿井下K_1值的深孔预测,该技术可将孔底钻屑通过钻杆中心管输送至孔口实现快速、定点取样,避免了传统取样方式存在的有效深度浅、深孔预测可靠性低等问题。现场试验结果表明:反循环取样技术应用于乌兰煤矿K_1值测定的有效预测深度可提高至30m,且不受钻孔倾角的影响。

煤样重量对钻屑瓦斯解吸指标(△h_2)的影响程度研究

在现场打钻测定钻屑瓦斯解吸指标时,取得的10 g煤样中混有少量矸石或其它钻孔深度的煤样是常见现象,矸石的瓦斯解吸量与原煤的瓦斯解吸量差别很大,而混入其它钻孔深度的煤样等于瓦斯提前解吸;这两种影响因素必然会使测值变小,导致瓦斯突出危险预测结果背离实际,文章根据实验数据,分析煤样重量对钻屑瓦斯解吸指标测定准确率的影响程度,得出测定煤钻屑瓦斯解吸指标(△h2)时,合理的煤样重量的取值范围。

大兴矿七煤层钻屑瓦斯解吸指标临界值的确定

通过测定大兴矿的突出预测参数，建立了钻屑解吸指标同瓦斯压力、瓦斯放散初速度指标、煤的普氏系数和煤的挥发分之间的关系，进一步得出了适合大兴矿七煤层的钻屑解吸指标临界值。

新安矿钻屑瓦斯解吸指标△h_2及其临界值研究

为了确保新安矿井安全高效的生产,通过△h2的理论分析、实验室模拟和现场测试,分析了工作面钻屑瓦斯解吸指标△h2的突出敏感性,确定了△h2临界值为180Pa,并运用"三率法"对△h2及其临界值进行了分析。实践表明:该临界值适合新安矿,保证了煤矿安全生产。

时间因素对钻屑瓦斯解吸指标K1值测定的影响分析

针对时间因素对钻屑瓦斯解吸指标K1测定结果的影响,采用恒温瓦斯放散试验深入分析钻屑瓦斯解吸指标K1测定理论的准确性,总结因时间因素导致K1值测定误差所带来的现场问题。研究结果表明:K1值的测定误差与时间关系密切,测定启动时间越晚,误差越大;测定启动时间由第1 min延后至第2 min,绝对误差和相对误差最大值分别增加0.081 cm^3/(g·min1/2)和2.20%;高瓦斯压力条件矿井或煤层的局部高瓦斯压力区域、构造煤发育区的钻屑瓦斯解吸指标K1值测定结果偏低,测定误差偏大。研究结果可为煤与瓦斯突出预测水平的提升提供技术支撑。

构造煤孔隙结构对瓦斯解吸及钻屑瓦斯解吸指标影响

为研究构造煤孔隙结构对瓦斯解吸特性及钻屑解吸指标的影响,在平煤十矿己15煤层选取2组构造煤样开展工业分析、孔隙结构测试及瓦斯解吸特性的研究。结果表明:构造煤样普遍呈现出松软特性,且煤样间具有相似的瓦斯吸附能力。PMR1和PMR2煤样的微孔孔容分别为0.041和0.042 cm^(3)/g,介孔孔容分别为0.00113和0.00202 cm^(3)/g,大孔孔容分别为0.00498和0.00831 cm^(3)/g。PMR2煤样的初始瓦斯解吸能力高于PMR1,瓦斯解吸初期的规律具有明显的分段性质,依次为快速解吸阶段、缓慢解吸阶段和平稳解吸阶段。煤样第1 min的解吸量占解吸总量的比重为13.4%~30.9%,前10 min的累计解吸量占解吸总量的比重为40.8%~61.0%,PMR2煤样快速的瓦斯解吸能力得益于其更发育的介孔和大孔孔隙结构。煤样钻屑瓦斯解吸指标K_(1)和Δh_(2)值的可靠性分析结果表明,PMR2煤样K1值的可靠性低于Δh_(2)值,原因在于PMR2煤样具有更为发育的介孔和大孔孔隙结构以及快速的初始瓦斯解吸能力,进而增加了实验误差;综合研究表明,平煤十矿己_(15)煤层煤样Δh_(2)的可靠性要高于K1。