贵州省级瓦斯抽采与发电移动监测平台设计

针对瓦斯抽采和瓦斯发电利用监测过程中面临的数据多源异构、数据量大、数据孤岛的特点,基于数据融合与移动查询技术,提出了瓦斯抽采与瓦斯发电实时监测和移动查询平台设计构想,设计了平台系统采集、融合、发布、共享、移动查询、异常推送的运行流程,详细阐述了瓦斯抽采和瓦斯发电监控系统的数据集成融合及移动查询、监测数据网络管理终端开发、监测数据异常推送机制构建等建设内容。平台的构建实现了数据集中远程在线实时监测、多维数据对比分析、异常数据实时诊断与预警和移动查询数据,为矿井瓦斯抽采和瓦斯发电利用的奖补资金兑现提供有效技术手段。     

煤矿瓦斯抽采与发电多源监测系统设计

为了解决煤矿瓦斯利用补助资金管理过程中可能存在的数据失真、缺乏监管手段等难题，通过瓦斯赋存动态监测、瓦斯抽采闭环监测、瓦斯发电流量和状态监测研发煤矿瓦斯抽采与发电多源数据监测系统表明，将瓦斯含量测定数据输入基于GIS的瓦斯地质智能分析模块，采用微积分方式得到抽采区块精确的可抽采和剩余瓦斯储量数据；实时监测和采集瓦斯抽采浓度、流量、纯量等参数，通过钻孔工程管控对瓦斯抽采计量进行辅助闭环评估，从中发现有无明显多报、错报事故；系统可经过相邻矿井数据对比、多源数据的关联性特征分析，进行单井瓦斯抽采和发电利用数据异常诊断。系统可为企业瓦斯抽采和发电补助资金的兑现提供依据。     

无人值守瓦斯抽采泵站的设计

针对现有瓦斯抽采监控系统存在的监测参数不全面、抽采控制简单粗放、难以实现泵站减员增效等问题,设计了一种基于多种现场总线技术的涵盖抽采计量监测、电力监测、安全保护、设备监控和人机交互界面等功能模块的瓦斯抽采监控系统,并详细阐述了系统的结构和功能。结合专家系统和模糊PID控制,使系统能够进行故障自诊断、抽采单元安全评价、自动调节和控制等,以实现瓦斯抽采泵站的无人值守。     

煤矿采动区地面井瓦斯抽采技术及其应用前景分析

针对我国煤层松软、低渗、抽采困难的问题,提出了充分利用煤层采动卸压效应强化抽采煤层解吸瓦斯和工作面涌出瓦斯的采动区地面井抽采技术。从资源评价、井型设计、地面布井、局部防护、安全抽采控制等关键技术和成套技术的应用效果及发展前景等方面对煤矿采动区瓦斯地面井抽采技术在瓦斯治理方面的应用进行了深入分析,指出煤矿采动区地面井抽采瓦斯技术是进行煤矿区瓦斯灾害综合治理的一条有效途径;提出了进行煤矿区煤层气规模化开发、有效治理井下瓦斯灾害的合理化建议:地面井布井应偏向工作面回风巷侧,井型结构应充分发挥采场裂隙带的作用。     

煤矿瓦斯抽采监控智能评价管理系统的设计和构建

通过对煤矿抽采系统结构、抽采工作日常管理结构以及抽放评价方法的研究,建立了一套集抽放数据实时监控、抽放日常信息管理、抽放效果评价为一体的煤矿瓦斯抽采监控智能评价系统,具备实时性好、访问灵活便捷、自动化智能化程度高、分析结果准确可靠的特点,为抽采数据在线监控、抽采日常信息规范化、精细化管理以及抽放辅助决策提供了综合解决方案,为煤矿瓦斯抽采工作提供了技术支持和保障,有效提高了瓦斯抽采工作的效率。     

煤矿井下瓦斯抽采管网监控系统应用分析

为了实现井下采掘工作面瓦斯抽采管网的连续监测,提高瓦斯抽采达标评判的准确性,研究提出采用KJ370瓦斯抽采管网监控系统进行井下实际应用,该系统提高了瓦斯抽放参数测量准确性,实现了实时在线监测,提高了煤矿瓦斯抽采管理水平。     

煤矿瓦斯抽采管网监控与分元评价系统研究与应用

针对煤矿传统瓦斯抽采数据依靠人工测量、采集,以及分析评价过程中存在数据分析不充分、预警不及时等问题,基于瓦斯抽采基础条件,开发了系统监测评价程序,结合GD3型瓦斯抽放多参数传感器,构建了能够对各参数实时监测采集、分析报警的煤矿瓦斯抽采管网监控与分元评价系统。该系统在逢春煤矿应用表明,系统监测数据与人工手持式瓦斯参数测定仪测定结果基本一致,且实现了异常区报警、预抽时间在线评估,极大地提高了生产组织效率。     

基于网络集成技术的矿井瓦斯抽采达标自评判系统开发与应用

基于计算机网络集成技术,设计并提出了矿井瓦斯抽采达标自评判系统的实现方法,系统通过集成融合瓦斯抽采在线监测系统实时数据作为数据源,自动获取评判项基础数据,经过处理和运算,得出评判指标值,并与标准进行对比,最后得出结论。将该系统应用于中煤华晋王家岭矿,解决了瓦斯抽采达标判定周期长、基础数据来源多、工作量大、过程复杂等问题,为该矿实时掌握矿井抽采达标的情况制定下一步抽采措施提供了辅助手段。     

煤矿采动区地面井瓦斯抽采技术

从煤与瓦斯共采角度阐述了充分利用煤矿井下煤层采动过程中的卸压增透影响,采用地面井抽采的方式提高瓦斯抽采效果,解决工作面瓦斯涌出超限难题的方法;进而从抽采效果评估、地面井布井、多井型地面井结构优化和地面安全抽采等方面论述了高效、安全的采动区瓦斯地面井抽采技术。该技术方法在晋城矿区寺河矿、成庄矿和岳城矿等进行了集成应用,使地面井成功率由原来的20%提高到了90%,抽采量由原来的约500 m3/d提高到了10 000 m3/d以上。     

预抽煤层瓦斯抽采效果动态评价方法

如何实时掌握并准确预测瓦斯抽采效果,为抽采措施提供有力依据,是解决高瓦斯及突出矿井抽掘采衔接问题的关键。因此在相关研究和实践的基础上,结合煤层抽采瓦斯流动理论、抽采达标评判、监测监控、数学反演及井下瓦斯参数测定等技术,建立了以抽采效果预评价、过程中实时评价和井下实测验证为主体贯穿抽采工作始终的瓦斯抽采效果动态评价方法,可为建立抽掘采平衡关系提供技术支撑,促进矿井实现瓦斯与煤炭的统筹规划协调开发。     

采动区瓦斯地面井抽采影响范围及流量变化规律研究

为解决煤矿采动区地面井布置间距目前大多依靠工程经验获得而缺乏科学理论根据的问题,采用COMSOL Multiphysics数值模拟软件建立了计算采动区地面井抽采瓦斯纯流量和瓦斯压力分布的三维数值模型。以岳城煤矿相关物性参数计算出符合实际情况的煤岩渗透率、孔隙率及瓦斯质量源项,以此为基础进行数值模拟。模拟分析结果表明,在数值模拟中地面井瓦斯抽采影响半径为65 m,地面井抽采瓦斯纯流量变化规律呈“单峰拖长尾”形态特点。若要实现采动区瓦斯抽采全覆盖,则在实际工程应用中地面井的间距应取130 m以上。研究结果对优化采动区地面井布置具有指导意义。     

彬长矿区低煤阶煤层气井的排采特征与井型优化

为研究我国西部侏罗纪低阶煤储层瓦斯的地面井排采特性及影响因素,以彬长矿区大佛寺井田煤层气井的地质资料、历史排采数据为基础,分析了该区块不同井型煤层气井的产水量、产气量的主要影响因素,并探讨了相关因素的主要控制机理。研究发现储层特性、水文地质条件是影响该区煤层气成藏的重要因素,在所研究的几种井型中,多分支井在该区有着良好的地面排采效果,其最高日产气量为16 582.3 m3,垂直井次之,而U型井则相对较差。排采数据显示井底流压与产气量呈指数关系,井底流压的减小,日产气量呈指数增加的趋势。在煤层气井不同排采时期,动液面高度对产气量的影响有着不同的作用规律,且对高产气阶段的影响更为显著。套压与产气量之间近似表现为线性变化的关系,但不同排采阶段二者线性关系的比例截然不同。在煤层气井的产气衰减阶段,多分支水平井的日产气量/累计产气量的比值与排采时间呈现为良好的E指数衰减关系,并以此构建了以日产量与累计产量之比和开发时间之间的关系为基础的煤层气井产能预测模型,拟合相关系数均高于0.848 2。     

碎软煤层条带瓦斯地面高效抽采技术研究

为了提高碎软煤层条带瓦斯抽采效率和效果,基于目前地面瓦斯抽采主要采用垂直井或从式井的方式抽采效果差、效率低的现状,通过理论和实验分析论证了穿岩层压裂改造煤储层的可行性,提出了在目标煤层顶板岩层中钻水平井,并通过垂直向下射孔以及采用泵送桥塞分段进行压裂的方式进行地面瓦斯抽采。试验结果表明:顶板分段压裂水平井单井产量高、高稳产期更长、产量衰减更慢;有效水平井段控制区域内瓦斯下降均匀,更有利于进行条带瓦斯抽采;相同投资条件下,采用水平井的方式瓦斯抽采效率和投入产出比更高。     

回转钻进钻孔测量系统及其在寺河矿的应用

目前,尚未在煤矿普通回转钻进工艺中见到利用钻孔测量系统对钻孔进行轨迹测量的相关报道。因现有技术无法对普通回转钻进瓦斯抽放钻孔的实际轨迹进行有效监测,导致瓦斯抽放钻孔施工不到预定位置,出现瓦斯抽放盲区,煤与瓦斯突出事故时有发生。基于以上问题,利用地球重力场和地磁场原理,首次研制了普通回转钻进钻孔测量系统,并利用该套系统对瓦斯抽放孔的施工及相邻钻孔的设计布置起到了很好的指导作用。     

低透气性薄煤层下向穿层钻孔立井集中排水技术及应用

针对下向穿层钻孔积水大时的排水难题,在分析压风排水原理的基础上,改变以往只以钻孔排水排渣的方式,探索出将钻孔内的积水引入到立井内再一次性集中排出的思路,创新提出了大孔径立井集中排水技术,阐述了立井集中排水原理和工艺,确定了立井最小排水压力。在1161(1)运输巷顶板巷试验单元试验并考察,结果表明:大孔径立井集中排水15 d后,下向钻孔内水位下降到了煤层底板以下,瓦斯抽采通道畅通,低透性薄煤层试验单元平均瓦斯抽采浓度提高到17.6%,平均百孔抽采纯量达到了0.13 m^3/min,高效抽采时间持续了70 d以上,单元评价时间缩短了3.2倍。     

煤矿瓦斯抽放监测监控系统设计

设计了一种新型的瓦斯抽放监测监控系统,系统能实现对煤矿地面、井下所有抽采主管、支管监测的全覆盖,实现全管网的实时监测。实际运行表明,系统满足AQl029对抽放监控系统的要求,运转稳定,使用效果符合煤矿瓦斯抽放系统的需要。     

煤矿区瓦斯三区联动立体抽采技术的研究和实践

为解决单一煤层瓦斯抽采技术难题,针对晋城矿区实际,基于瓦斯抽采、煤炭开采时空接替关系,通过理论研究和工程实践,提出了适合高瓦斯矿区特点的三区联动立体抽采模式,形成了高瓦斯矿区瓦斯抽采技术体系,显著提高了高瓦斯矿区瓦斯抽采水平和矿井安全效益。