顺层钻孔预抽突出煤层瓦斯技术研究

选用新安煤矿17号煤层111706工作面作为本煤层顺层钻孔预抽瓦斯技术试验区,研究了17号煤层合理的预抽瓦斯技术参数值。结果表明:采用交叉布孔法的瓦斯预抽量可提高40%,94 mm大直径钻孔瓦斯预抽采量比直径65 mm钻孔提高34%;钻场内钻孔抽采瓦斯浓度比巷道钻孔抽采瓦斯浓度高将近1倍,封孔深度应不小于5 m。建议施工双向抽采钻孔来覆盖全工作面,掘进工作面钻孔深度控制在100 m内。

贵州地区突出煤层微孔结构及对瓦斯流动特性的影响

煤层瓦斯流动规律与煤的孔隙结构密切相关。为揭示贵州地区突出煤层微观孔隙结构特征及对其瓦斯流动特性的影响,以贵州地区6个典型矿井突出煤层为研究对象,采用高压容量法测试了6个煤样的吸附能力。同时,根据高压压汞试验,利用分形方法获得煤样分形维数,并分析样品的微观孔隙结构分形特征及其与煤质参数的关系。在此基础上,探讨多尺度孔隙中瓦斯流动规律,分析吸附作用对瓦斯流动特性的影响。结果表明,贵州突出煤层以微孔为主,微孔为比表面积和孔隙体积的主要贡献者。同一煤样微孔分形维数D1、小孔分形维数D2和中孔分形维数D3依次增大,且分形特征明显。D1和综合分形维数Dk与水分呈负相关,挥发分与D2、D3呈负相关,灰分和D3呈负相关。突出煤层中瓦斯扩散模式主要为Knudsen型和过渡型。在Knudsen扩散区和过渡扩散区,渗透率受温度和压力影响较小;Fick扩散区,在相同努森数Kn和温度条件下,渗透率随压力增大而减小,随温度增高而降低;压力越高,孔径越小,渗透率受吸附作用影响越大。

贵州某煤矿瓦斯抽放半径测定研究

抽放半径是瓦斯抽采的重要参数。通过相对压力指标对某煤矿抽放半径进行测定分析,并利用基于瓦斯流态的抽放半径计算方法进行数学验证,所得结果一致,说明该矿选取2.5 m作为抽放半径是合理的。

强突松软煤层群综采面瓦斯立体治理技术研究

针对煤与瓦斯突出矿井松软煤层群开采的瓦斯治理难点,以贵州青龙矿井为研究对象,研究了强突松软煤层群综采工作面瓦斯立体治理技术。采取了底板岩巷穿层钻孔抽采、本煤层顺层钻孔抽采、走向高抽钻孔抽采、采空区埋管抽采及沿空留巷Y型通风治理上隅角瓦斯等综合瓦斯立体治理技术。现场试验表明,立体治理瓦斯取得了明显的效果,解决了回采时工作面瓦斯超限问题,实现了强突松软煤层群综采工作面的安全高效回采。

松软煤层穿层梳状定向钻孔瓦斯抽采工艺研究

为了解决大部分突出矿井的煤层瓦斯含量高、煤质松软、压力大、煤层抽采和瓦斯区域消突周期长,瓦斯治理工程量大等诸多问题,在贵州黔西青龙煤矿试验了松软煤层穿层梳状定向钻孔瓦斯抽采技术,利用定向钻机结合底板梳状开分支孔技术进行定向钻预抽瓦斯,进行区域消突。通过大区域定向长钻孔施工示范工程,达到为矿井区域瓦斯治理提供重要的示范作用,引进新技术和新设备,提高瓦斯治理水平等目的。

多煤层穿层钻孔瓦斯抽采比例计算方法研究及应用

为了有效地测定多煤层穿层钻孔联合抽采各煤层瓦斯抽采比例,准确掌握瓦斯抽采情况,提出了相应的计算方法,并在青龙煤矿21605底抽巷展开现场试验。计算该试验区域瓦斯抽采比例时,考虑到瓦斯抽采范围近似圆柱形,提出将试验单元内煤炭储量分别与瓦斯抽采前、后瓦斯含量的乘积计算出瓦斯抽采相关量,抽采比例跟该试验单元煤层厚度、瓦斯含量和密度相关。结果表明:采用工程实测方法测定的多煤层瓦斯抽采比例为:M18煤层占46.37%,M17煤层占12.67%,M16占40.94%。试验结果能满足实际工程需要,为青龙煤矿现场瓦斯抽采提供一定指导意义。

清洁压裂液作用前后煤孔隙结构及分形特征研究

煤孔隙结构特征及分形特征是揭示瓦斯在煤体中的赋存机理及解吸运移规律的重要手段。以沈阳某煤矿的煤样为研究对象进行了清洁压裂液浸泡试验,分别采用扫描电子显微镜、孔隙-裂隙分析系统、氮气吸附和煤表面分形特征对煤表面的孔隙结构进行表征,对清洁压裂液处理前后煤孔隙结构的变化进行了对比分析,结果表明:经清洁压裂液处理后,煤样的孔隙结构得到了较好的发育,煤样表面孔隙数量约为原煤的2.9倍、平均面积约为原煤的2.66倍、平均周长增加了23.06%、平均形状因子增加了30.91%;煤样氮气吸附量从1.5036 mL/g增至2.8255 mL/g,增加的孔隙半径小于10 nm,孔隙连通性增强;清洁压裂液能使吸附孔分形维数增大、渗流孔分形维数减小,煤样内部结构更加简单,孔隙之间的连通性增强,其中吸附孔分形维数从2.331增至2.845,增幅为22.05%;渗流孔分形维数从2.865减至1.756,减幅为38.71%。孔隙结构的定量表征结果显示,清洁压裂液对煤孔隙的发育有一定的促进作用。

贵州牛蹄塘组页岩气表面自由能研究

为了研究页岩对气体的吸附机理,在50℃、60℃、80℃3个温度点对贵州凤参1井和天马1井的页岩样品进行等温吸附实验,并绘制出了CH_4和CO_2等温吸附曲线图,计算得到页岩表面自由能,从自由能角度分析页岩对CH_4和CO_2气体的吸附特性。研究结果表明:当温度一定时,随着压力的增加,页岩对2种气体的表面自由能变化值均呈现出不断增加的趋势,当压力一定时,随着温度的增加,表面自由能会逐渐减小,这与等温吸附曲线上气体吸附量随压力的变化是一致的;页岩对CO_2的表面自由能变化值均要大于CH_4,表明页岩对CO_2的吸附能力比CH_4更强,可以通过向页岩层中注入CO_2来提高采收率;对于吸附能力较强的页岩气藏,可以通过注入表面活性剂的方法,增强活性剂与页岩表面的结合能力,降低CH_4占有面积及其与页岩的表面自由能,以此达到促使CH_4解吸的目的。

贵州页岩气勘探开发现状

贵州页岩气资源丰富,为分析其页岩气勘探开发现状,促进贵州省页岩气的开发,对贵州页岩气资源潜力、分布特点、开发政策及开发进展进行了说明;分析了页岩气沉积环境、构造特征及地化特征等对贵州页岩气开发认识;最后对贵州页岩气的勘探开发提出了相关建议。

贵州北部突出煤的孔隙结构及分形特征研究

为揭示突出煤孔隙结构对瓦斯吸附能力与放散性能影响,通过贵州北部3个典型煤矿煤样的低温液氮吸附试验,研究突出煤比表面积、孔容、孔隙平均孔径、最可几孔径、分形维数等5种孔隙结构参数,以及突出煤孔隙的瓦斯扩散模式,分析突出煤孔隙特征参数对吸附能力和放散初性能的影响特征。结果表明:突出煤的孔隙结构较为发育,孔隙通透性较差;孔隙中气体以过渡型和菲克型扩散为主;相比温度,压力和孔径对努森数影响更明显;突出煤孔隙特征参数与瓦斯放散初速度呈较好的线性关系,且分形特征明显,吸附能力随分形维数呈二次函数递增,瓦斯放散初速度随分形维数线性增大。

近距离三软薄煤层群综采工作面瓦斯治理技术

基于贵州省煤层赋存复杂、煤层层间距小、煤层厚度薄、煤层及顶底板软等特点,以贵州发耳矿井为具体研究对象,分析了近距离薄煤层群三软综采工作面瓦斯治理难点,综合选取了顺层钻孔预抽、穿层钻孔预抽、高位钻孔抽采、采空区迈步式埋管抽采、采空区卸压瓦斯抽采、断层密集钻孔抽采等综采工作面立体瓦斯治理技术,有效解决了近距离薄煤层群三软U型通风综采工作面上隅角瓦斯超限问题,保证了工作面安全顺利回采,为类似矿井综采工作面瓦斯治理技术提供了借鉴。

贵州省小型煤矿瓦斯抽放与利用现状

贵州省煤层赋存条件复杂,煤层透气性系数差,瓦斯抽放难度大。分析了贵州省小型煤矿瓦斯抽放及利用现状,指出了瓦斯抽放存在的问题,提出了提高小型煤矿瓦斯抽放和利用率的方法,对贵州省煤矿瓦斯抽放具有指导意义。

青龙煤矿穿层钻孔瓦斯有效抽采半径研究

有效抽采半径是预抽瓦斯的重要参数,严重影响瓦斯抽采效果。为合理有效地测定矿井瓦斯有效抽采半径,采用基于瓦斯压力降低的测定方法,在青龙煤矿21605底抽巷开展现场试验,通过分析实测瓦斯压力变化,确定了有效抽采半径随时间变化趋势。结果表明:在孔径直径为94 mm,抽采负压不小于15 kPa时,青龙煤矿18号煤层有效抽采半径为:抽采22 d时为1 m,抽采40 d时为2 m,抽采94 d时为3 m,试验结果对青龙煤矿瓦斯抽采具有指导依据。

近距离下煤层首采面开采对软弱煤岩破坏变形特征的影响

为研究近距离下煤层首采工作面开采对软弱煤岩破坏变形特征的影响,以熊家湾煤矿20903首采工作面为研究背景,基于数值模拟、理论分析和现场观测等手段分析近距离首采工作面开采对软弱煤岩(C8煤层)的裂隙发育、应力变化以及膨胀变形等特征的影响。研究表明:随首采工作面推进,煤体裂隙网格持续发育,表现为裂隙产生到裂隙稳定发育、裂隙稳定发育到弯曲下沉和弯曲下沉到裂隙压实阶段;C8煤层膨胀变形呈“压缩→膨胀→稳定”的变化规律,其煤层最大膨胀变形值为12.1 mm和11 mm,位于卸压膨胀稳定区内;根据现场观测可知,C8煤层软弱煤岩整体稳定,部分煤岩体存在破碎裂隙区,局部顶板岩石虽已发生松动,但对岩层稳定无太大影响。

层次分析法-突变理论在煤矿煤与瓦斯突出危险性预测中的应用研究

煤与瓦斯突出事故是严重影响煤矿安全生产的事故之一。为了提高对煤矿煤与瓦斯突出危险性预测的准确度,将层次分析法.突变理论引入煤矿的煤与瓦斯突出危险性预测中,通过层次分析法优化突变理论中各层指标的排序,以达到提高预测模型精确度的目的。通过对某煤矿3个煤层的实例计算,由其突变级数预测该煤层突出危险性的大小,表明基于层次分析法.突变理论预测模型在煤矿煤与瓦斯突出危险性预测中是有效的。

本煤层预抽瓦斯钻孔布置间距的优化

根据贵州五轮山煤矿的自身特点,利用钻孔瓦斯流量衰减规律方程,以瓦斯抽出率作为参考指标,建立了钻孔布置间距的理论方程式。通过五轮山煤矿现场应用,表明该方法更具有实际操作性,对于确定合理的瓦斯抽放钻孔间距具有广泛的应用价值。

上保护层保护范围确定及效果考察研究

以发耳煤矿为例,采用理论与现场试验相结合的方法确定3煤上保护层开采的保护范围,并对保护效果进行分析。上保护层3煤开采后,通过测定被保护层的残余瓦斯含量、残余瓦斯压力和被保护层膨胀变形量,得出被保护层5-2,5-3煤层残余瓦斯含量均小于突出临界指标8.0m^(3)/t,5-2,5-3煤层膨胀变形量均大于3‰,5-2,5-3和7煤层残余瓦斯压力降幅明显,表明在卸压范围内被保护层无突出危-2险性。5煤层走向卸压角为-260°,5煤层倾向卸压角为-375°;5煤层走向卸压角为-360°,5煤层倾向卸压角为75°;7煤层走向卸压角为60°,7煤层倾向卸压角为75°。

我国煤矿“十一五”期间安全生产状况及对策研究

通过对我国煤矿"十一五"期间的事故数据统计分析可知,我国煤矿安全生产状况明显改善,事故死亡人数和事故起数整体呈明显下降趋势;煤矿百万吨死亡率呈显著下降趋势。从2006—2010年的5年中,煤矿百万吨死亡率下降了63.3%;瓦斯事故死亡人数和事故起数整体呈明显下降趋势,但瓦斯事故占煤矿事故死亡总人数和事故总起数的比例稳定,瓦斯事故仍是导致我国煤矿人员死亡的主要事故类型。根据煤矿事故发生的原因,分析了具体的预防对策。

高位钻孔采空区瓦斯抽采技术应用效果分析

本文以贵州发耳煤矿10102采煤工作面作为研究对象,对采空区高位钻孔抽放瓦斯原理进行论述,并且结合此原理设计高位钻孔的抽放参数。为有效快捷地评价高位钻孔的抽放效果,本文通过单元法对其进行评价,最终找到存在的问题及其解决方法。该技术的应用实践解决了该工作面瓦斯超限的问题,获得了有价值的技术参数,积累了宝贵的实践经验。

坪土煤矿通风系统特征及通风能力核定研究

文章选定矿井通风系统相对稳定时期为核定时期,通过计算坪土煤矿各采掘工作面、硐室及备用工作面需风量,确定矿井需风量,根据矿井通风能力计算,确定坪土煤矿合理的采掘比为1∶3,矿井通风能力为120万t/a,并从矿井通风动力、用风地点有效风量、矿井通风网络能力、稀释瓦斯能力等方面验证了矿井通风能力为120万t/a。