煤矿用非金属瓦斯抽放管安全技术标准试验研究

瓦斯抽放管道性能的好坏直接关系到瓦斯抽放过程的安全与可靠,影响到煤矿井下的安全生产,一旦发生静电火花、受冲击破坏、吸瘪等情况,就可能产生非常严重的后果。对瓦斯抽放管的抗落锤冲击、耐老化、耐负压、环刚度等性能进行了试验研究,起草了煤矿用非金属瓦斯输送管材的安全生产行业技术标准。     

煤矿井下用瓦斯抽放管的现状及发展对策

近10年来,随着煤炭工业的发展,煤矿井下用瓦斯抽放管也得到了快速发展。介绍了我国煤矿井下用瓦斯抽放管的现状,分析了存在的主要问题:未考虑瓦斯抽放管道系统的整体抗静电性;非金属瓦斯抽放管的强度安全系数不高;劣质管材严重影响了煤矿井下用瓦斯抽放管的发展。提出了今后煤矿井下用瓦斯抽放管的发展对策:进一步提高非金属瓦斯抽放管的安全性能和强度;进一步加强和完善瓦斯抽放管道系统的安全措施;加强煤矿井下用瓦斯抽放管新产品的研制;以优异质量促进煤矿井下用瓦斯抽放管行业的良性发展。     

煤矿井下非金属瓦斯抽放管道静电安全性综合防治技术

非金属瓦斯抽放管道是煤矿井下瓦斯抽放系统的主要组成部分,在煤矿瓦斯抽放中已得到广泛使用。自使用以来,发生了多起因瓦斯抽放管道静电引起的爆燃事故和放电事故。为了保障煤矿井下非金属瓦斯抽放管道系统静电的安全性,分析了瓦斯抽放管道静电事故发生的原因,提出了综合防治技术。     

新型瓦斯抽放系统自动放水器的研制及应用

针对立式瓦斯抽放系统放水器的缺点,对放水器进行改进,研发了"卧式负压自动排渣放水器",集排渣、放水为一体,确保瓦斯抽放管路保持畅通状态,提高了瓦斯抽放效果。     

裂隙发育区域均压封孔瓦斯抽放技术

基于渗流理论,推导了瓦斯抽采过程中,煤层裂隙内负压分布模型,并首次提出了顺层钻孔均压封孔瓦斯抽放技术,该封孔技术采用双负压进行抽放,利用囊袋式封孔器在抽放钻孔内形成主、副抽放腔室,在主、副抽放腔室所产生负压的共同作用下,煤层裂隙内的抽放负压会二次分布,降低了主抽放腔室与外界的压差,同时副抽放腔室所产生的负压会产生屏蔽作用,阻止空气流向主抽放腔室,从而减少抽放过程中漏风,达到提高瓦斯抽放浓度、抽放效率的目的。在中岭煤矿12033运输巷进行了均压封孔瓦斯抽放技术现场试验,传统封孔工艺(聚氨酯封孔)初始5 d平均瓦斯浓度为30.67%,10 d平均瓦斯浓度为21.44%,均压封孔工艺0~50 d平均瓦斯抽放浓度为65.69%。     

基于LBM方法的瓦斯顺层抽放数值模拟分析

根据格子玻尔兹曼(LBM)计算技术以及相应渗流理论,对顺层抽放条件下,裂隙煤体内瓦斯流动这一渗流问题进行了数值模拟研究,并对瓦斯压力在空间上的分布规律进行了深入的研究。以流场内瓦斯压力分布及瓦斯平均压力作为评价抽放效率的依据。结果表明,瓦斯压力分布、抽放效率与抽放孔长度、抽放孔间距、抽放负压、抽放时间步长有关。而且,抽放孔长度、抽放孔间距对瓦斯压力的分布影响较大,这与已有的理论分析和实测的结果相吻合。在预抽工作面进行了工业试验,通过改变抽放负压,检验了实际的抽放效果。研究结果表明LBM方法可为抽放条件下瓦斯在煤层中的运移规律提供新的研究途径,对瓦斯抽放有较大的指导意义。     

大屯煤矿瓦斯抽放管网系统的优化分析

为了优化大屯煤矿瓦斯抽放系统,选择16中3运顺为测试地点制定了不同抽放负压抽放方案,通过现场的实测数据找出瓦斯抽采系统的最优负压值为35 kPa,并计算确定了瓦斯管网的合理管径,实现瓦斯管网系统的优化,为提高整个矿井的瓦斯抽放效果奠定了技术基础。     

高负压抽放瓦斯钻场浮漂式自动放水器

在矿井抽放瓦斯系统中,钻场放水器是不可缺少的装置之一,其作用是把从钻孔中抽出的瓦斯和水分离,将水放掉,只让瓦斯进入管路.目前,在低负压抽放系统中,多采用U型管自动放水器;但在高负压抽放系统中,因负压太高,巷道或管路敷设条件很难满足U型管自动放水器的要求,一般都采用手动放水器.这种放水器除需配备专人放水外,常因放水不及时,水大量涌进管路,使抽放系统的正常工作状态遭到破坏.当钻 孔水量大时,这一问题就显得更为严重.因此,研制高负压抽放瓦斯钻场自动放水器,成了保证抽放系统正常工作急待解决的课题之一.     

高低负压瓦斯抽放系统在老屋基矿的应用

介绍了高低负压瓦斯抽放系统在老屋基矿的应用效果。应用该系统解决了单套系统既要保证区域性预抽 ,同时又要满足采空区抽放的矛盾 ,大大提高了矿井瓦斯抽放率和回采工作面的瓦斯抽放率 ,确保了矿井的安全生产。     

抽放负压对综采面浅孔抽放效果的影响分析

依据浅孔抽放原理,探究了抽放负压对浅孔抽放效果的影响,分析了浅孔抽放中负压与钻孔瓦斯浓度关系,并结合永煤公司车集煤矿2705综采工作面实测浅孔抽放数据,分析了抽放负压与钻孔瓦斯浓度的变化规律。结果表明,浅孔抽放负压对深部瓦斯向煤壁的运移起到了阻隔抑制作用,增大负压在一定范围内可以提高钻孔内瓦斯浓度,从而增大钻孔瓦斯纯流量;但当负压超过一定值后,煤粉颗粒易堵塞抽放管孔,卸压区裂隙闭合,钻孔瓦斯浓度呈下降趋势。     

煤矿瓦斯抽放管道用阻爆阀门的研制

为了阻断瓦斯燃烧火焰或爆炸在抽放管道内的传播,消除低浓度瓦斯抽采的安全隐患,确保低浓度瓦斯抽采和利用系统的安全可靠,研制了煤矿瓦斯抽放管道用阻爆阀门。详细地描述了阻爆阀门的结构形式、组成部分、工作原理、主要参数及性能指标,并通过阻爆性能试验,给出具体的试验数据,试验研究得出:煤矿瓦斯抽放管道用阻爆阀门能够有效阻隔管道中气体爆炸,阻止火焰及压力传播,防止气体爆炸继续发展;适用于阻止瓦斯气体输送管道的燃烧与爆炸。     

双通道连续抽采放水排渣装置设计及其效果评价

针对高突矿井瓦斯抽采钻孔、管路积水制约抽采效率问题,研发了双通道连续抽采放水排渣装置,创新性设计了固液分离滤板和气液分离筛网,箱体上、下端分别增设有双通道旁通管及双排泄口可实现放水-排渣过程瓦斯连续抽采、大流量排水。基于放水-排渣效果、操作性能及经济成本等指标构建了多因素评价方法,对常见3种放水器与了双通道连续抽采放水排渣装置进行综合评价及优选,得出该装置具备排水能力强、多相混合流分离效果佳、实操便捷、适用范围广、制造及维护成本低廉等显著特点。并在宏岩煤矿10102工作面进行现场应用,提出非连续抽采影响因子并作为放水方式影响抽采修改评判指标,结果表明：抽采瓦斯量、浓度与非连续抽采影响因子及次数呈负相关性,采用该装置20d内抽采瓦斯浓度下降量仅为传统手动放水器的61%,衰减慢、降幅小,放水效果较好,有效提升管路瓦斯抽采效率。     

纳米材料在瓦斯抽放塑料管道中的应用研究

瓦斯抽放系统需要用大量的瓦斯输送管道,以塑代钢是发展的必然趋势。介绍了瓦斯抽放管道的现状与前景,瓦斯抽放塑料管材研究的关键点,纳米材料在该管材中的应用研究。通过在塑料中加入纳米添加剂,进行混合改性处理,使塑料管材的技术性能达到煤矿井下的使用标准。     

高位抽放巷在大倾角井巷揭煤防突中的应用

在揭煤前,利用高位瓦斯抽放巷向突出煤层打一定数量钻孔,再将钻孔与抽放管路相接,利用抽放泵提供的负压将煤层内的高压瓦斯抽出,在揭煤时使得初始释放瓦斯膨胀能降低,因而煤层失去突出危险性。对于近距离高瓦斯高突煤层,能大大缩短揭煤的工期。     

淮南某矿1111首采工作面瓦斯抽放方法的研究

淮南某矿1111煤层是高温、高压、高瓦斯,具有突出危险性的深井煤层。为保证回采过程中的安全,充分利用沿空留巷Y形通风条件,结合顺层钻孔、地面钻孔结合高位钻场顶板走向钻孔、倾向穿层钻孔抽采瓦斯及沿空留巷埋管抽采瓦斯,解决工作面瓦斯超限问题。     

高瓦斯工作面瓦斯综合治理技术探讨

分析了芦岭煤矿Ⅱ822-2工作面瓦斯超限的原因及采取上隅角埋管抽放和高位钻孔抽放等措施综合治理工作面瓦斯的情况,通过治理,解决了工作面瓦斯超限的问题。     

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。     

高瓦斯矿井瓦斯抽放方法与工艺改进

对高瓦斯矿井的回采工作面及掘进头的瓦斯抽放提出一些治理方法,主要有边掘边抽、采面瓦斯预抽、采空区埋管抽放,并对钻孔的布置等作了较详细的说明。     

基于COMOSOL的顺层钻孔有效抽采半径的数值模拟

为了能够准确地确定顺层瓦斯抽采钻孔的有效抽采半径,以煤层瓦斯赋存及瓦斯流动理论为基础,根据达西定律和质量守恒定律,以钻孔周围煤体瓦斯流动场为研究对象,建立了顺层瓦斯抽采钻孔的瓦斯流动方程,并以沁新煤矿为例,利用COMOSOL软件对抽采钻孔在不同的抽采负压和抽采时间下的瓦斯流动方程进行了数值模拟,确定出了合理的抽采负压、抽采时间及有效抽采半径。     

工作面采动中割缝钻孔与普通钻孔瓦斯抽放试验研究

采用FLAC-3D有限差分软件,模拟了工作面前方普通钻孔和割缝钻孔区域的支承压力分布规律,在对现场瓦斯抽放测量的基础上,研究了工作面推进过程中超前支承压力对普通钻孔和水力割缝钻孔瓦斯抽放的影响,得出：当工作面推进到一定距离时,割缝钻孔瓦斯抽放增长速度是普通钻孔的4倍,其结论为工作面煤壁前方瓦斯合理抽放提供了理论依据和技术支持。