反转密封取样装置

直接法测定煤层瓦斯含量中,如何减少或准确推算损失瓦斯量是一个亟待解决的问题。从缩短取样过程中煤样暴露时间角度出发,设计了一种反转密封取样装置,并在祁南煤矿715底板巷24#钻场进行了现场试验。结果表明:该装置能够取到碎屑状煤样,且在取样完成时能够完成对煤样的密封,井下无需转移煤样,直接通过煤样筒利用快接装置进行井下解吸;与传统的岩芯管取芯相比,反转密封取样能够极大缩短取样过程中煤样的暴露时间,井下30 min瓦斯解吸量明显增大,减小了取样过程损失瓦斯量,能够提高直接法测定煤层瓦斯含量的准确性。     

煤层瓦斯含量不同解吸方式损失瓦斯量推算研究

为了减少直接法测定煤层瓦斯含量井下解吸不同的解吸方式对瓦斯损失量推算影响误差,采用瓦斯解吸速度测定仪,测定同一煤样、不同解吸方式的瓦斯解吸速度和瓦斯损失量推算精度.试验发现,当控制煤样暴露时间相同时,关闭阀门拧紧煤样罐直接解吸的方式,瓦斯解吸速度远大于关闭阀门拧紧煤样罐再打开阀门泄气后解吸,以及打开煤样罐阀门后拧紧煤样罐的解吸方式;打开煤样罐阀门后拧紧煤样罐解吸方式的瓦斯损失量,大于关闭阀门拧紧煤样罐直接解吸,及关闭阀门拧紧煤样罐再打开阀门泄气后的解吸方式.     

郑州矿区煤层瓦斯含量快速测定方法研究

井下煤层瓦斯含量快速测定对于有效落实防突措施、保证煤矿安全生产具有重要意义。通过研究影响瓦斯含量测定的各种因素,确定了解吸量与瓦斯含量的正相关关系,总结了郑州矿区瓦斯含量与煤样粒度、瓦斯浓度、解吸量之间的关系,确定了快速测定瓦斯含量的办法。     

解吸法测定煤层瓦斯含量过程中瓦斯损失量3种推算方法对比分析

基于井下解吸法直接测定煤层瓦斯含量过程中瓦斯损失量的重要性,采取全钻粉煤样在实验室不同压力条件下测定其解吸规律,然后运用3种损失量计算方法对瓦斯损失量计算结果进行分析比较,结果表明:槡t法更加符合钻屑初始阶段瓦斯解吸规律,采用该方法计算煤样瓦斯损失量误差较小。     

井筒揭煤高压水返渣取煤样方法测瓦斯含量

为了解决井筒揭煤期间井下取芯管取煤样掉钻、卡钻等无法取芯的问题,经过现场试验可以利用高压水返渣取煤样代替取芯管取芯测定煤层原始瓦斯含量。根据赵庄煤矿新建风井实践,高压水返渣取煤样测定的瓦斯含量相比地勘期间所测瓦斯含量提高了6.54%,此方法操作简便易行,所取煤样测定的瓦斯含量准确可靠。     

直接法测定煤层瓦斯含量损失瓦斯量推算方法研究

井下直接法测定煤层瓦斯含量的准确性取决于损失瓦斯量的推算。实验室开展了煤样不同吸附平衡压力的瓦斯解吸实验,采用不同时间段的解吸数据推算了损失瓦斯量。结果表明:煤的累计瓦斯解吸量随时间呈单调递增关系,瓦斯解吸曲线符合幂函数关系;随着吸附平衡压力的增大,推算的损失瓦斯量增大;采用不同的解吸时间段拟合数据,推算出的损失瓦斯量差异明显;井下取样测定解吸瓦斯量时,应注意采集初期的(0~1 min)解吸瓦斯量,否则将引起较大的损失瓦斯量推算误差。     

龙山煤矿工作面突出预测敏感指标研究

为了研究安阳矿区龙山煤矿（煤与瓦斯突出矿井）局部突出敏感指标及指标敏感性大小的关系,以龙山煤矿二1煤层大巷煤柱工作面煤样作为研究对象,通过实验室吸附常数测定及120 min瓦斯解吸实验来测定实验煤样的瓦斯吸附解吸性能。结合现场的瓦斯地质资料以及实验测定的煤样瓦斯参数,采用钻屑瓦斯解吸指标Δh2和K1作为龙山煤矿工作面突出危险性预测的敏感指标进行研究。研究结果表明：实验煤样属于低水分、低灰分且具有较强的吸附解吸能力的贫煤;煤样瓦斯解吸具有初始解吸速度快、初始解吸量大的特点,且吸附平衡压力越高,瓦斯的总解吸量越大;钻屑瓦斯解吸指标Δh2和K1与瓦斯压力P呈现幂指数的函数关系,通过数据拟合得到了Δh2与K1之间的关系式;对二1煤层来说,钻屑瓦斯解吸指标Δh2敏感性大于K1。以上研究结果有效指导了龙山煤矿局部突出危险性预测工作。     

煤层瓦斯含量直接测定取样技术研究进展

煤层瓦斯含量的精准测定是煤矿瓦斯灾害防治和瓦斯利用的前提,"保真"取样技术的发展是精准测定煤层瓦斯含量的关键。基于前期研究及文献调研,回顾了煤矿井下煤层瓦斯含量测定取样技术的发展历程,分析了当前我国井下煤层瓦斯含量直接测定取样的代表性技术的原理、技术特点,以及工程应用中的适用条件和攻关难点。深孔定点取样技术解决了取样时间、取样粒度、煤样的原位采集等问题,长距离密闭取芯技术满足了长距离一孔多次测定的瓦斯超前精准探测和区域瓦斯抽采效果评价的需求,低温冷冻取样技术能够抑制煤样瓦斯解吸的温度影响。对煤层瓦斯含量直接测定取样技术的发展趋势进行了展望,认为可视化取样、实时控温、保压取样等工艺发展能够减少测量误差,指出了科技攻关随钻孔内原位测定技术的必要性。     

屯兰矿钻屑解吸指标敏感性研究

为了建立和完善屯兰矿防治煤与瓦斯突出技术体系,确定屯兰矿钻屑解吸指标K1和Δh2的相对敏感性,基于高压定容吸附解吸试验和钻屑解吸指标模拟测定,研究发现屯兰矿各煤层煤样的瓦斯吸附平衡压力与瓦斯解吸量呈幂函数关系,K1和Δh2呈线性关系;屯兰矿各煤层煤样第1 min的瓦斯解吸量比第4—5 min受吸附平衡压力的控制作用更明显;通过现场实测K1和Δh2指标,并结合最小均方差法分析认为屯兰矿各煤层K1比Δh2指标敏感。因此,屯兰矿各煤层进行突出危险性预测时,应选用钻屑解吸指标K1作为主要指标(敏感指标),以Δh2作为辅助指标。     

低温对煤中瓦斯放散的抑制作用

针对煤矿井下瓦斯含量测定中煤样温度过高、瓦斯放散量过多导致损失量推算出现偏差,使煤层瓦斯含量测值不准确的问题,基于煤的瓦斯放散速度随温度升高而增加的性质,提出了低温(0℃以下)取煤样的方法,以期通过抑制瓦斯的放散来提高瓦斯含量测值的准确性。结合实验室现有条件,设计了低温条件下煤的吸附/解吸实验。结果表明,低温取样可以增加煤对瓦斯的吸附性能,减慢瓦斯放散速度,尤其是对解吸初期影响较大,低温对煤中的瓦斯放散具有抑制作用。     

井下钻屑解吸瓦斯时瓦斯损失量的探讨

为了测定煤屑在解吸时的瓦斯损失量,对淮南矿区丁集矿做了井下煤屑瓦斯解吸实验,采样方法采用风力排屑,直接从孔口接取煤样,在采样地点对采样煤屑做等压解吸实验,取煤屑自然解吸初期前20 min作为参考时间段;从而推导出在解吸初期煤屑解吸初速度与解吸时间段关系为q=0.035 t-0.45,瓦斯损失量与暴露时间的经验公式为Qs=0.064t00.55。     

煤层瓦斯含量测定方法优化及现场应用

针对现有瓦斯含量测定过程中存在问题进行了分析,研制出了反循环定点快速取样装置,该装置包括取样钻头、双套管钻杆、双通道汽水龙头、煤样收集装置等。装置采用端头杆一端与取样钻头相连,另一端与双套管钻杆连接;通过钻机驱动双壁钻杆带动取样钻头旋转产生煤渣,利用压风在钻孔底形成压风涡流,将煤样带入双壁钻杆内管吹出进入采样装置。同时利用CHP50M煤层瓦斯含量快速测定仪对收集的煤样进行测定,通过对煤层瓦斯含量测定进行优化的现场应用结果表明：取样时间小于3 min,取样深度大于100 m,取样成功后3~5 min后立刻得到煤层瓦斯含量结果,优化了煤层瓦斯含量测定方法。     

煤层瓦斯含量测定方法评述

煤层瓦斯含量是煤矿瓦斯主要基础参数,对瓦斯含量测定的准确度影响到矿井的设计及安全生产管理,科学实验。对国内外煤层瓦斯含量测定方法的研究和应用情况作了介绍,并侧重对我国煤层瓦斯含量的应用情况加以描述。并重点指出,当前我国用直接法在地勘及井下钻孔中采集煤样测定瓦斯含量时,煤样暴露初始解吸瓦斯损失量计算中的不准确性,并指出在采集煤样时的改进意见。     

松软煤层中风压空气钻进技术与装备

松软煤层中施工顺层瓦斯抽采长钻孔的难度大,现有技术、装备在一定程度上还存在成孔深度浅、成孔率低等问题,不能完全满足瓦斯高效抽采的需要。为此,开发了井下中风压空气钻进工艺技术:包括压缩空气与螺旋钻杆复合排渣工艺、多级除尘技术、筛管护孔工艺技术等。应用结果表明:在同等施工条件下,采用中风压空气钻进技术与装备后,平均成孔深度普遍提高1倍左右,钻进效率提高35%左右,成孔率提高到了70%左右,为松软煤层瓦斯抽采钻孔施工提供了可靠的技术与装备保障。     

深孔定点快速取样技术在钻屑瓦斯解析指标 K1值测试中的应用

钻屑瓦斯解析指标K1值是综合反映煤层瓦斯含量及卸压初期瓦斯解吸速度大小的指标,是确定煤层局部突出危险性程度的关键参数,对煤与瓦斯突出灾害防治起到了重要作用。本文针对煤矿采用麻花钻杆机械排渣取样方法取样测试K1值过程中存在的无法准确确定取样位置和煤样暴露时间,有效测试深度浅,现场测值与实际情况误差较大等问题,利用基于反循环钻进原理研发的深孔定点快速取样技术及装置对K1值合理有效取样测试深度进行了研究。研究结果表明：深孔定点快速取样技术利用双壁钻杆的中心管将钻孔底部煤样快速排出,所取煤样中未掺混钻孔壁上的煤粉,达到了定点取样的要求,保证了测定煤样的有效性,且取得足够数量的煤样时间不超过2min,有效降低了煤样暴露时间,可以有效提高时K1值的有效测定深度及测定结果的准确性,在仲恒煤矿和湾田煤矿采用深孔定点快速取样技术可增加钻屑解吸指标K1值有效测试深度至30m。     

煤层注水防突效果评价主控因素研究

采用实验模拟的方法,模拟了不同水分条件下煤体抗压强度、渗透率和瓦斯解吸速度的变化情况。结果表明:煤体水分在小于区间6%～8%时,随着煤体水分的增加,煤体抗压强度、透气性和瓦斯解吸速度不断减小,煤体各参数的绝对变化量和相对变化量关系是:抗压强度R>渗透率K>累积瓦斯解吸量Q150 min,煤体抗压强度是评价煤层注水措施防突效果的主控因素,煤体的渗透率和瓦斯解吸量可作为辅助参数;煤体水分在大于区间6%～8%后,各参数变化不再明显。     

特性煤体含气量测定研究

通过不同粒径组合煤样的吸附和解吸实验,模拟测定不同破碎特性煤的原始含气量和国标法实测含气量,并研究了不同破碎特性煤体含气量的测定方法。研究结果表明,不同破碎程度煤的原始含气量和国标方法测定的含气量差别很大,对于煤体破碎的煤,采用国标方法测得的含气量与实际值偏差较大。分析认为这种偏差主要是由于损失气含量的估算偏差造成,在整个取心过程中,破碎程度大的煤解吸速率变化很大,以致估算方法不适用,而且用估算曲线上的趋于平缓段估算急剧上升段,造成估算结果偏小。煤样损失气含量与煤体破碎程度具有明显相关性,随着煤体破碎程度的增加,煤样的实际损失气含量呈现逐渐增大的趋势。基于此,建立了损失气含量估算值和损失气含量实际值的两段式拟合关系式,从而对国标方法估算损失气含量的偏差进行了修正。该研究对煤矿安全生产和煤层气勘探开发具有重要的实际意义。     

多级无动力除尘装置在中压空气钻进中的应用

利用井下移动空压机形成独立供风系统的中压空气钻进方法是解决松软突出煤层钻孔难题的有效途径。为解决钻进过程中的粉尘污染问题,研制了多级无动力除尘装置,在松软煤层中风压空气钻进现场应用中取得良好的使用效果。