煤矿井下煤层瓦斯含量测定方法的研究进展

如何精准测定煤矿井下煤层瓦斯含量,进一步厘清煤层瓦斯成藏特征是矿井实施瓦斯灾害治理或煤矿区煤层气资源开发利用的关键。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方法的发展历程,综述了当前国内外井下煤层瓦斯含量测定技术的研究进展。分析了煤层瓦斯含量测定理论与工程应用中存在的问题,指出瓦斯在煤屑内的扩散机理与多物理场耦合作用下煤吸附瓦斯机理尚未研究透彻、井下“保真”取样技术存在局限性等因素制约了煤层瓦斯含量的精准测定。对总体发展趋势进行了展望,认为煤矿井下煤层瓦斯含量测定技术正朝着智能化、多元化的方向发展,加强理论研究,尽快完善装备,发展高精度的原位测量技术是未来的主要研究方向。     

煤矿井下钻孔抽采瓦斯影响半径测定方法的研究进展

煤矿井下钻孔抽采瓦斯影响半径的时变特性是科学制订矿井瓦斯灾害治理方案与煤矿区煤层气开发规划的基础。系统评述了“压降法”“示踪气体法”“瓦斯含量法”与“钻孔抽采瓦斯量法”等4种煤矿井下常用的钻孔抽采瓦斯影响半径的测定方法,指出了各自的适用条件及优缺点。对未来煤矿井下钻孔抽采瓦斯影响半径测定方法的研究方向进行了展望,认为量化钻孔抽采瓦斯影响半径对煤层瓦斯流动特征的协同响应机制,研究快速、精准的煤层瓦斯基本参数测定技术,建立将时空尺度三维耦合、多物理场耦合纳入统一系统的煤层瓦斯流动体系将成为未来的研究热点。     

煤层瓦斯含量测定方法在五虎山煤矿的应用

详细地介绍了煤层瓦斯含量测定方法。五虎山煤矿对各煤层瓦斯采用井下钻孔瓦斯解吸法进行瓦斯含量的测定工作,为合理选择瓦斯抽放方法提供科学依据;并根据瓦斯含量合理地选择10煤1001综采工作面的瓦斯抽放方法,有效地治理了工作面上隅角的瓦斯,确保了工作面的安全生产。     

煤矿井下煤层渗透率直接测定方法研究及应用

研究了国内外有关学者提出的各种煤层渗透率测定及计算方法,分析了煤层瓦斯运移计算模型,在此基础上提出煤层瓦斯渗流的几点假设。利用瓦斯渗流动量守恒方程和气体状态方程,建立了煤层瓦斯径向流动流量计算方程,并依据现场测试实际情况给定边界条件,建立了煤层瓦斯径向流动状态下的渗透率计算方程,为现场渗透率测试提供理论支撑。通过对地面实验室和煤矿井下现场测试煤层渗透率方法的研究,提出了煤矿井下直接测试煤层渗透率的新方法:圆周渗透率测试法。利用该方法对中马村矿27采区煤层渗透率进行现场实测,并通过反算出的煤层透气性系数与以往实测数据对比,结果表明:圆周渗透率测试法能够实现煤矿井下煤层渗透率的现场直接测定,测试结果准确可靠。     

王家岭煤矿煤层瓦斯含量预测及瓦斯抽采技术分析

王家岭煤矿为新建矿井,鉴于其井下实测瓦斯含量数据和回采瓦斯涌出数据较少的实际,通过煤层瓦斯赋存影响因素的综合分析,确定矿井2#煤层瓦斯赋存主控因素,并进行煤层瓦斯含量预测。在此基础上,进行工作面回采瓦斯涌出量预测,论述回采工作面瓦斯抽采的必要性和可行性,并考察分析了工作面本煤层及采空区瓦斯抽采技术在王家岭煤矿的实践。     

我国煤矿井下煤层瓦斯含量直接测定法的技术进展

目前常用的各种直接法煤层瓦斯含量测定受到取芯工艺、损失量推算模型等因素的影响,存在测定准确性差、成功率低等缺陷。通过一系列技术攻关,煤层瓦斯含量直接测定新技术突破了取芯和损失量推算两大技术瓶颈,研发了不同取样条件下的取样装备,建立了五类损失量推算模型。经试验对比验证,采用煤层瓦斯含量直接快速测定技术,平均误差不到7%,能够满足工程需要。     

煤矿井下瓦斯抽采系统危险性分析

文章对矿井瓦斯抽采系统和工艺进行了简要介绍,对煤矿井下瓦斯抽放系统在运行过程中可能产生的各种危险有害因素进行辨识和分析,主要针对抽采钻孔过程、井下瓦斯抽采泵站、抽采管路系统等过程和设备进行分析,然后提出了有针对性的安全防范措施。     

立体式本煤层瓦斯抽采方法在岳城煤矿的应用

通过立体式本煤层瓦斯抽采,山西岳城煤矿实现地面平均抽放量约11万m3/d,区域内吨煤瓦斯含量6个月降至8 m3/t以下,掘进工作面抽采率达75%,使掘进期间瓦斯浓度保持在0.18%以下。     

直接法测定煤层瓦斯含量在红岩煤矿的应用研究

采用直接法对红岩煤矿煤层瓦斯含量进行测定,通过间接法与其对比发现,直接法测定操作简单,用时短,耗费工程量小,无需封孔测压及实验室的吸附常数测定,并且误差率在10%以内,能准确地预测煤层区域突出危险性。     

急倾斜厚煤层硫化氢抽放工艺技术研究

硫化氢煤矿井下的有毒有害气体不容忽视的有毒气体之一,针对乌东矿区+575试验工作面开采扰动时涌出的硫化氢含量高的特点,开展了急倾斜厚煤层硫化氢抽放工艺技术研究,结果表明：煤体硫化氢抽放影响半径随抽放负压增加而增加;由钻孔硫化氢抽放浓度随抽放时间变化情况分析可以看出,硫化氢抽放浓度随抽放时间增加而呈现出逐渐减小的变化规律,且当煤体硫化氢抽放进行到13天左右时达到一个相对稳定状态; 煤体开展硫化氢抽放后硫化氢降低效率47.1%-55%范围内,显著地降低了煤体抽放后硫化氢含量。得出与+575试验工作面类似地质及开采条件下开采的工作面开展硫化氢抽放工作。     

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。     

煤层中氢气和氦气的气相色谱检测法研究

以焦作矿区煤样为例,研究了用气相色谱检测煤层中氢气和氦气的实验方法,优化了仪器参数,并对不同包装方法对测量结果的影响进行了研究。     

对我国煤层瓦斯含量测定方法的评述

介绍了我国在煤层瓦斯含量测定技术领域研究发展史,详细叙述了地勘时期煤层瓦斯含量测定方法,并对地质勘探时期及井下瓦斯含量测定各种测定方法及原理进行了比较综述。     

松软含硫化铁结核煤层成孔问题研究

针对松软含硫化铁结核煤层在顺层钻孔施工存在的塌孔、卡钻、成孔深度浅等问题,提出深槽螺旋复合钻进技术,开发出相应钻具组合,并通过在实践中的不断试验,对钻具进行了优化改进。研究结果表明,在松软含硫化铁结核地层中钻进,原来一直认为硫化铁结核是影响钻进成孔的决定性因素的这一观点存在认识上的误区,真正起决定性作用的是硫化铁结核影响下的孔壁的稳定性;深槽宽翼片螺旋复合钻进技术在松软含硫化铁结核煤层中成孔率高,有其独特优势。     

急倾斜特厚煤层硫化氢涌出影响因素分析及控制技术

为有效解决急倾斜特厚煤层放顶煤开采硫化氢超限的技术难题,综合分析了硫化氢的涌出影响因素,并进行合理有效的控制,降低硫化氢对人体的危害。主要对采煤机割煤速度、放顶煤强度以及采煤机截割顶/底煤及移动刮板输送机工序对硫化氢涌出浓度影响进行研究,得出硫化氢涌出量随割煤速度、放煤强度增加而增多的规律。通过采取喷洒吸收液吸收硫化氢的治理手段,使工作面司机处、上隅角、回风巷涌出硫化氢的降低效率达到84.4%以上,硫化氢灾害防治取得了突破性的成果。     

东博煤矿煤层瓦斯含量分布规律研究

为了摸清煤层瓦斯赋存规律,确定东博矿煤层瓦斯涌出规律,优化矿井通风系统,制定有针对性的煤层瓦斯综合治理措施,通过煤层瓦斯含量测值分析和煤层瓦斯体成分分析,对煤层瓦斯含量与埋深的关系进行了回归,得出了煤层瓦斯含量分布规律,为矿井瓦斯综合治理提供依据。     

废弃油井影响区域煤层瓦斯和硫化氢分布规律研究

为了充分掌握废弃油井影响区域煤层瓦斯和硫化氢的分布规律,通过理论分析和现场考察,得到了废弃油井影响区域煤层瓦斯和硫化氢的赋存状态、原始分布以及采动涌出分布规律。研究结果表明:油井套管破损或者油井本身为裸眼井时,在气体压力(浓度)作用下,石油储层中的H_2S、CH_4等气体逐渐逸散至煤系地层,并且吸附在煤层中;煤体中的硫化氢主要以吸附状态存在的,并且只有在采动影响下才会大量释放;废弃油井影响区域钻孔内硫化氢浓度分布与采动硫化氢涌出浓度变化趋势一致,越靠近废弃油井中心越高,远离油井时逐渐降低;煤层瓦斯含量沿油井中心距离的分布总体呈现幂函数降低的趋势,采动期间瓦斯涌出浓度分布与硫化氢涌出浓度分布的变化趋势一致。