基于采动覆岩三维裂隙场演化规律的地面L型钻井瓦斯抽采技术

为了解决目前采用的直立型地面钻井抽采范围小、工作面所需钻井数量多及瓦斯流量和浓度偏低的问题,基于屯兰矿12507工作面Ⅱ段工程地质情况,提出地面“L”型钻井提高瓦斯抽采效率的理论和实践研究。通过PFC3D颗粒流离散元数值模拟软件对工作面覆岩采动影响进行模拟,得到采动影响下的覆岩结构、裂隙和孔隙率变化。研究结果表明:屯兰矿12507工作面Ⅱ段的垮落带高度为15.87 m,裂隙带高度为49.46 m,采空区上方15~50 m、沿倾向方向距离采空区边界20~100 m的范围内裂隙较发育,孔隙率高且稳定。在屯兰矿12507工作面Ⅱ段进行工程实践,得到地面“L”型钻井在抽采效率、工作面上隅角瓦斯治理及采空区瓦斯有效利用方面优于普通地面钻井抽采,抽采系统工作149 d瓦斯抽采浓度平均为52.52%,抽采纯量平均为9.48 m 3/min,上隅角瓦斯浓度平均为0.21%,降低了矿井瓦斯灾害出现的风险并提高了煤层气的利用。

我国海洋水库建设研究与思考

随着我国经济与人口重心向沿海地区的快速转移,水资源成为制约沿海地区经济发展的重要因素。为解决日益紧迫的淡水问题,我国采取包括海洋水库在内的诸多措施。文章简述海洋水库的概念与分类,回顾海洋水库的修建历程,并对海洋水库修建的关键性问题进行探讨。研究结果表明:综合对比地下水开采、内陆水库、海水淡化、污水回用、跨流域调水和海洋水库等水资源管理方式,加之考虑沿海地区水资源的分布特征,海洋水库在沿海地区具有良好的技术可行性、环境持续性以及明显的社会经济效益;海洋水库的建设有利于沿海水资源的充分利用,是解决沿海地区淡水危机的重要措施和实现“陆海统筹”的关键技术,有利于“山顶到海洋”全过程的监控、管理和开发;结合海洋水库的修建现状和发展趋势,提出海洋水库建设的思考与建议。

空气幕对采空区漏风和上隅角瓦斯积聚影响研究

为有效防治采空区漏风和上隅角瓦斯积聚,提出在上隅角处布置空气幕系统,通过形成空气幕墙以阻隔采空区回风侧漏风,同时对上隅角处进行加压,达到均压堵漏效果。利用COMSOL数值模拟软件研究空气幕在不同射流宽度、射流速度和射流角度参数下对采空区漏风、氧化带面积、上隅角瓦斯浓度和采场能位分布的影响。结果表明:随着空气幕射流速度和宽度增大,采空区漏风量和上隅角瓦斯逐渐减少,氧化带面积先减小后增大,大宽度低流速空气幕对横向风流阻挡能力要优于小宽度高流速空气幕;空气幕方向由垂直向水平方向增大射流角度能有效减少采空区漏风和氧化带面积。综合考虑空气幕对采空区漏风、氧化带面积、上隅角瓦斯浓度的影响,空气幕在射流宽度为25 cm、射流角度为20°~30°、射流速度为7~8 m/s时效果最佳;空气幕可以吹散上隅角瓦斯,将瓦斯封闭在采空区内部,有效防治上隅角瓦斯积聚,同时可在采空区内部形成均压效果,有效减少采空区回风侧漏风。