由残存瓦斯量确定煤层瓦斯压力及含量的方法

系统研究了突出煤样的破碎粒度、瓦斯压力对突出煤层残存瓦斯含量的影响.实验结果表明,煤的破碎粒度对残存瓦斯含量有显著影响,粒径越大,残存瓦斯量越大,当煤样粒径较大或较小时,煤样的残存瓦斯含量均趋于恒定.利用相同暴露时间下同一粒径煤样得出残存瓦斯含量与煤层瓦斯压力和瓦斯含量均存在幂函数关系.依据此规律,可在测定煤层的残存瓦...     

煤样粒径对初始释放瓦斯膨胀能影响的试验研究

为研究煤样粒径对初始释放瓦斯膨胀能的影响,对薛湖煤矿二2煤层不同粒径(0.5~1、1~2、2~5、5~10、10~15 mm)的煤样在同一温度条件下测定它们的初始释放瓦斯膨胀能。结果表明,任一粒径的煤样均随瓦斯压力的增大,具有的初始释放瓦斯膨胀能增大;在相同的瓦斯压力条件下,煤样的初始释放瓦斯膨胀能与平均粒径大致成负指数下降的关系,煤样粒径越大,初始释放瓦斯膨胀能越小,反之亦然。所以,煤体在地应力作用下破坏后平均粒径越小,发生突出的危险性越大。研究结果证实了降低煤层瓦斯压力和通过煤体固化提高煤体强度均可降低煤层突出危险性。     

突出煤层瓦斯解吸初期影响因素的实验研究

为了对突出煤层瓦斯解吸初期的影响因素进行研究,采用实验室模拟测试的方法,对影响突出煤层瓦斯解吸的吸附平衡压力、煤样粒径、解吸时间、破坏类型等主要外部因素进行了考察,结果表明:在瓦斯解吸初期阶段,吸附平衡压力越大、粒径越小、破坏类型越严重,解吸初期阶段相同时间段内瓦斯解吸量越大;在任何条件下,瓦斯解吸量与时间的关系为单调增函数,即时间越长,解吸量愈大。     

煤样粒度及挥发分与煤的残存瓦斯含量的关系分析

依据煤对瓦斯吸附的原理,通过对国内部分矿区进行现场采样,在实验室进行煤的残存瓦斯含量测定,并分析了其与煤样粒度及挥发分的关系,为矿井瓦斯涌出量预测及煤层残余瓦斯含量的确定提供技术支持。     

煤的残存瓦斯含量测定方法

本文从影响煤的残存瓦斯含量的因素入手,确定了残存瓦斯含量的测定方法。经大量煤样的测定分析,得出了残存瓦斯含量与煤种、煤粒度的关系,并从其规律中得出了煤的残存瓦斯含量的取值范围。为矿井瓦斯涌出量预测提供了较准确的参数。     

基于瓦斯解吸率的煤中瓦斯含量测定新方法

为高效便捷测定煤层瓦斯含量,提出了利用瓦斯解吸率确定瓦斯含量的测定方法。瓦斯解吸实验表明,同一煤样在不同吸附平衡压力下瓦斯扩散系数值及变化相近,瓦斯压力在解吸初期对瓦斯解吸率影响较小。基于此,提出利用解吸率初期具有一致性的特点来确定煤层瓦斯含量。新方法不需要选用解吸模型,并节省了残存瓦斯含量测试过程。在现场同一地点,分别利用新方法与井下煤层瓦斯含量直接测定法进行了对比验证,表明新方法具有工程应用可行性。     

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。     

钻屑瓦斯解吸指标与瓦斯含量关系的实验研究

依据煤矿钻屑瓦斯解吸指标K1值的测定原理,对山西晋城大宁煤矿3#煤层的6个煤样进行了K1与瓦斯压力p关系的测定,结合实测煤样的工业分析参数,研究了钻屑瓦斯解吸指标K1随煤层瓦斯含量W的变化特性,结果表明:钻屑瓦斯解吸指标K1与煤层瓦斯含量W之间有显著的相关性,两者之间呈现很好的指数函数关系,且在瓦斯含量低值区两者符合线性关系。     

钻屑瓦斯解吸指标与瓦斯含量关系的实验研究

依据煤矿钻屑瓦斯解吸指标K1值的测定原理,对山西晋城大宁煤矿3#煤层的6个煤样进行了K1与瓦斯压力p关系的测定,结合实测煤样的工业分析参数,研究了钻屑瓦斯解吸指标K1随煤层瓦斯含量W的变化特性,结果表明:钻屑瓦斯解吸指标K1与煤层瓦斯含量W之间有显著的相关性,两者之间呈现很好的指数函数关系,且在瓦斯含量低值区两者符合线性关系。     

赵口断层对煤层瓦斯赋存的控制作用

引用经典的Anderson断层模式分析了正断层形成的应力状态,在此基础上分析了正断层两盘的裂隙发育情况,以安徽淮北童亭煤矿边界断层赵口断层为研究背景,通过7#煤层瓦斯压力的测定及回采工作面瓦斯涌出量统计分析,越靠近赵口断层瓦斯压力及瓦斯涌出量越小,验证了赵口断层对7#煤层瓦斯赋存的控制作用,并通过瓦斯涌出量反推7#煤层的瓦斯压力,采用多项式回归的方法对3个区域瓦斯压力进行预测,测压结果也验证了相关的预测。     

地应力对瓦斯渗流特性影响的试验研究

以重庆南桐煤矿突出煤层中的原煤试样为研究对象,利用三轴渗透仪实验模拟了煤层围压、瓦斯压力、轴向应力等参数变化对煤层瓦斯渗透特性的影响及煤层破坏后其渗透特性的变化情况,并拟合了部分关系的表达式,验证和揭示了相应的瓦斯渗流特性规律。     

地面钻井抽采卸压瓦斯的试验研究

为缩短瓦斯抽采工程工期、降低瓦斯治理成本,高效抽采上被保护层的卸压瓦斯,在淮北芦岭煤矿开展了地面钻井抽采卸压瓦斯的工程应用试验研究。论述了地面钻井抽采卸压瓦斯的技术原理及抽采卸压瓦斯的地面钻井基本结构。根据试验结果,地面钻井共抽采10个月,累计抽采瓦斯量2.484Mm3。瓦斯抽采分为增长期、产气高峰期和衰减期3个阶段,其中,产气高峰期历时4个月,瓦斯抽采浓度为60%～90%,平均抽采量达10.6m3/min。配合其他抽采措施,对应中组煤的瓦斯抽采率达70.6%,残余瓦斯含量降为5.2m3/t,残余瓦斯压力降为0.53MPa,消除了中组煤的突出危险性。最后对地面钻井卸压瓦斯抽采效果的影响因素进行了分析。     

安阳矿区双全井田煤层气赋存特征分析

安阳矿区双全井田是一个正在建设的矿井,煤层气资源丰富。为了更好地指导该区煤层气开发及煤矿瓦斯灾害治理,根据煤田勘探、煤层气勘探资料,对该井田煤层气的赋存特征进行了系统论述。指出该区煤层压力高、煤的吸附能力强,煤层气含量高,可达10~33.5m3/t,并具有南高北低、东高西低的展布趋势。这种展布规律主要受埋深和地下水动力条件的影响。地下水弱径流区和滞留区成为煤层气富集的有利场所。泥质岩类顶底板为煤层气的保存提供了有利条件,北北东走向的封闭性断层及有利的对接关系是煤层气聚集的又一因素。双全井田的地质条件决定了煤层气的富集,但强烈的构造运动使得煤体破坏为糜棱煤,渗透性差,该区传统工艺下的煤层气开发仍是个值得探讨的问题。     

煤层软硬分层吸附瓦斯性能差异性及其对瓦斯赋存的影响

为研究煤层软、硬分层吸附瓦斯性能差异性及其对瓦斯赋存的影响,分析了煤层内软分层的形成机理及结构特征,采集了我国多个煤与瓦斯突出矿井的煤样作为试验对象,应用高压容量法开展了软、硬分层煤样吸附瓦斯性能参数的对比试验,探讨了软煤、硬煤吸附性能的差异性。在此基础上,对煤层软、硬分层吸附瓦斯性能差异性与瓦斯赋存特征之间的关联进行了研究,结果表明:试验煤样软分层的极限吸附量均大于硬分层;随着瓦斯压力的增加,试验煤样软、硬分层瓦斯含量的差值逐渐增大,其曲线的变化特征与Langmuir方程类似,并且软、硬分层瓦斯含量数值的差异主要由吸附量差值构成;煤层软、硬分层吸附瓦斯性能的差异不仅对煤层原始瓦斯赋存特征有着显著的影响,同时还将影响煤巷掘进、瓦斯抽采过程中煤体内瓦斯流场的分布规律,需要根据煤层软、硬分层的组合特点,制订切实有效的瓦斯抽采技术方案。     

近距离下层煤开采瓦斯并层涌出的防治技术

极近距离煤层的开采必然会给后采煤层带来瓦斯问题。当层间距很小,下层煤开采时,由于两层煤采空区在下层煤直接顶垮落后合为一体,原上层煤密闭的较高浓度的采空区内瓦斯会在负压作用下大量向工作面涌出造成瓦斯超限。研究了近距离煤层下层煤开采存在的瓦斯问题,得出在综采工作面开采过程中造成瓦斯超限的主要原因。针对这种情况,运用风窗—风机联合调压的均压通风原理,确定了相应的调压参数,现场实践结果表明,均压通风技术很好地解决了本工作面瓦斯超限的问题,达到了保障安全生产的目的。     

松软煤层瓦斯抽放高强钻杆的研制及应用

 平顶山矿区松软煤层普遍具有瓦斯含量高、瓦斯压力高、突出危险性大、煤层透气性低等特点,松软煤层瓦斯抽放困难成为制约煤矿安全生产的关键问题。针对平顶山矿区松软煤层瓦斯抽放过程中抽放钻杆性能不足,分析了目前应用的螺旋钻杆的工况,对螺旋钻杆的结构、材料、连接方式以及焊接方式进行设计,研制出适合松软煤层瓦斯抽放的螺旋钻杆,并进行了工业性试验。试验表明,研制的高强度瓦斯抽放钻杆设计合理,具有良好的强度和韧性,使用效果显著。     

芦岭煤矿冲煤卸压瓦斯治理技术研究与应用

芦岭煤矿煤层为高瓦斯极松软强突出低透气性煤层,为提高区域瓦斯治理效果,在穿层钻孔预抽一段时间后,采取冲煤卸压措施,能够有效降低煤层瓦斯压力,改善区域瓦斯治理效果。通过研究和现场考察,确定了合理的钻孔施工参数和冲煤卸压施工工艺。冲煤卸压措施实施后,瓦斯压力降低了71.4%,瓦斯含量降低了25.1%,取得了较好效果。     

近距离突出煤层群瓦斯综合治理技术研究

近距离突出煤层群条件下,进行有效的区域瓦斯治理措施,包括必要的瓦斯抽采和煤层消突措施,能够保障开采过程中的安全。本文针对原相矿近距离突出煤层群区域瓦斯治理中存在的问题,分析目标煤层瓦斯赋存及运移规律,提出适合原相矿采掘抽衔接的区域防突措施,优化原始煤层瓦斯预抽参数和被保护煤层卸压瓦斯抽采参数,最终形成原相煤矿区域瓦斯综合治理技术。该技术的使用有效的降低了突出煤层的瓦斯含量,消除了突出煤层的突出危险性,缓解了原相煤矿采掘抽接替紧张的矛盾,为矿井的安全高效开采提供了技术保障。     

叙永煤矿薄煤层开采极近距离邻近层泄压瓦斯治理技术研究

瓦斯灾害是煤矿安全生产过程中极其难以控制的重大危险源,特别针对南方矿井具有煤层薄、煤层群间距小、地质构造复杂、瓦斯赋存量大等特点,造成瓦斯治理难度大。如何在极复杂地质条件下的薄煤层开采时,有效治理极近距离煤层群泄压瓦斯,通过采用在煤层群中布置高位抽采巷及配套长钻孔抽采回采过程中邻近煤层群泄压区采空区瓦斯。研究表明,合理布置高位抽采巷布置间距、钻孔长度、终孔间距和终孔层位、抽采负压等相关参数,使工作面瓦斯抽采纯量提高了10 m3/min以上,工作面抽采率提高到60%以上,风排瓦斯量明显减少,实现了特殊赋存条件下煤层安全回采作业,达到了安全生产的目的。