井下负压抽放瓦斯封扎技术研究

针对井下负压抽放在治理瓦斯危害和利用瓦斯中的重要性,介绍了井下负压抽放瓦斯的理论基础,现有的封孔技术以及相配套的封孔材料和设备,分析了这些技术在研究应用中存在的问题,并提出了现有封孔技术的改进方法。     

瓦斯抽采钻孔漏气模型及封孔工艺优化研究

抽采钻孔漏气是影响瓦斯抽采率的关键因素,其主要受封孔材料、封孔工艺、封孔方法、封孔参数(封孔深度)、钻孔周围裂隙、煤体物理力学性质、抽采负压等因素影响。根据井下瓦斯钻孔抽采实际情况,系统地分析总结了6种井下瓦斯抽采钻孔漏气物理模型,并针对性地提出了对应漏气模型的解决封孔工艺。     

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%。     

双负压抽采系统作用下钻孔瓦斯流动数值模拟

瓦斯抽采是治理矿井瓦斯灾害的重要手段,然而由于井下环境特殊往往导致瓦斯抽采率低,封孔质量差、钻孔漏气现象时有发生。文章结合YFZ-30型封孔质量检测仪双负压的工作原理,采用fluent数值模拟的方法研究双负压抽采系统下钻孔瓦斯的运移,以确定合理的抽放负压与检测仪工作参数。     

煤矿井下瓦斯抽采钻孔封孔技术研究

针对我国现有煤矿井下瓦斯抽采主要封孔方式,通过分析各个封孔方式的优缺点,得出采动效应下钻孔周边裂隙发育规律研究不透彻、封孔位置选择不合理、现有封孔技术及材料不能有效封堵采动过程中钻孔周边发育的裂隙是造成目前煤矿井下瓦斯抽采钻孔封孔效果不佳的主要原因。通过实验室试验、数值模拟及现场应用手段相结合,深化模拟基础理论研究;构建采动过程钻孔煤体裂隙发育规律理论与模型,确定及优选瓦斯抽采钻孔封孔位置、材料及装置;瓦斯抽采钻孔封孔技术的多元耦合化,降低乃至克服各个技术缺点,提高封孔质量;研发和改进"一体化"封孔装置,简化封孔操作、保证封孔效果、降低封孔成本等方面是封孔技术发展主要方向。     

返渣封孔新技术现场试验及机理探索

为了进一步提高穿层钻孔封孔质量和瓦斯抽采效果,分析了现有穿层封孔技术的不足,阐述了返渣封孔新技术的工艺原理和参数设计,以及其封孔深度和抽采负压的合理选择,并在平煤八矿己_(15)-14140底抽巷与中抽巷依次开展了3个设计方案的现场返渣封孔试验。同时运用颗粒流软件PFC~(2D)优化验证钻孔返渣技术。结果表明,经过返渣封孔工艺参数的多次优化改进,得出了具有突出工作效率和抽采效果的封孔设计,为矿井高效治理瓦斯奠定了技术基础。     

一种新的煤矿井下瓦斯抽采钻孔封孔方法

文章介绍了一种新的煤矿瓦斯抽采钻孔封孔方法,对其封孔原理、封孔工艺和封孔效果方面进行了论述,通过在李村煤矿井下瓦斯抽采钻孔封孔现场试验,提高了煤矿井下瓦斯抽采钻孔封孔质量和施工效率,降低了封孔材料成本,对煤矿井下瓦斯抽放钻孔封孔有一定的参考作用。     

余吾煤矿封孔工艺优化试验研究

为解决余吾煤矿煤层预抽钻孔封孔现有封孔方式存在的漏气及浓度低等问题,研究对比了煤矿瓦斯抽采钻孔主要封孔方式,拟采用"两堵一注"带压封孔法,封孔深度16 m,封孔压力0.2 MPa,并在试用前对封孔材料及设备进行测试,以确保井下采用的带压封孔技术成功。     

基于能量理论的瓦斯抽采系统优化研究

以山西潞安集团五阳煤矿为例,将该矿现有南丰工业区旧地面固定瓦斯抽采系统进行优化,保留原有低浓度瓦斯发电系统,扩建新地面瓦斯抽采泵站,采用2套管路分别建立高、低负压瓦斯抽采系统。在井下采用管路增压本煤层瓦斯强化抽采技术,有效提高了井下瓦斯抽采管路负压,缩短了本煤层瓦斯预抽时间,实现矿井瓦斯分源抽采,有效地解决了高瓦斯低透气性煤层采掘工作面瓦斯超限与瓦斯突出的问题。     

穿层钻孔返渣封孔技术研究与应用

为了提高松软煤层穿层瓦斯抽采钻孔封孔效果,分析了现有穿层钻孔封孔技术的不足,阐述了返渣封孔技术在穿层钻孔应用中的原理、要求,分析了返渣封孔技术的封孔深度和抽采负压,并在平煤股份八矿己15-14140胶带运输巷底抽巷开展了现场试验。试验结果表明:穿层钻孔返渣封孔技术在松软煤层具有良好的适应性,采用穿层钻孔返渣封孔技术后,每孔封孔成本减少50%左右,在13 kPa负压条件下连续抽采100 d后,钻孔抽采浓度全部维持在35%以上,有效提高了穿层钻孔封孔效果。     

矿井瓦斯涌出影响因素及治理技术

介绍了影响瓦斯涌出的因素,阐述了瓦斯平衡的基本概念及平衡的分类,根据瓦斯平衡的理论分别介绍了三种不同的瓦斯涌出治理方法。重点叙述了针对瓦斯来源个数、各源瓦斯涌出量的大小及其涌出变化规律进行治理的分源瓦斯治理方法。     

川中须家河组致密气运移地球化学示踪

致密气成藏研究近年来备受关注,天然气在致密储集层中能否大规模运移是所关注的焦点之一。从天然气地球化学角度,以川中须家河组典型致密气藏为研究对象,用天然气组分参数对川中须家河组致密气进行地球化学示踪研究,来回答天然气能否在致密储集层中发生大规模运移的问题。川中须家河组气藏平面上大面积断续分布,纵向多个独立气藏互相叠加。研究表明,在横向上,川中须家河组相邻气田之间,相同层系的天然气组分参数有明显差异,天然气没有发生横向运移现象。在纵向上,须家河组内上、下气藏之间天然气地球化学特征具有明显差异,这种差异不符合天然气运移分馏规律,说明天然气也未发生明显的垂向运移。换言之,须家河组致密气是原地或近距离聚集成藏,天然气没有经过大规模运移。     

晋煤集团高瓦斯矿井煤层气抽采及利用效果

介绍了晋城煤业集团煤层气储量及赋存特点,阐述了"先抽后采"、采煤采气一体和"三级"瓦斯治理的模式、方法及配套抽采方式和工艺。重点叙述了"井上下抽采相结合,井上抽采先行;抽采利用相结合,以用促采",开创了高瓦斯矿井煤层气抽采利用新局面。     

深部煤层低瓦斯耦合灾变机制

为探索深部开采中消突并达到安全开采条件煤层发生瓦斯异常涌出或煤与瓦斯突出的成因,通过文献调研和现场调查,确认含瓦斯煤层低压灾变的存在;通过现场瓦斯监测、微震观测、实证分析,认识消突煤层低瓦斯灾变的过程与成因;通过含低气压大煤样气-固耦合物理试验和理论分析,研究承压煤样低气压应力-应变-渗流场演化路径和气-固耦合物理灾变机制。结果显示,进入深部开采后陆续有消突达到安全开采条件煤层发生低瓦斯灾变现象的报道;现场观测和分析揭示出顶板来压、顶板来压破断冲击和底板来压起臌冲击作用下煤层低瓦斯灾变的模式;模拟采、掘工作面边界条件,0.4 MPa气压条件下的气-固耦合物理试验观察到了低气压灾变过程的3个阶段:弹性压密——气体常速与减速稳态渗流、塑性扩容——气体增速非稳态渗流、破裂失稳——气体非稳态渗流灾变。得到:在防突措施扰动下,稳压区煤层已不再是原生状态裂隙,而有大量新生裂隙产生,为瓦斯解吸游离创造条件,可形成局部富集区,是瓦斯低压灾变的发动区;分析得出采动超前区段瓦斯赋存状态"三带"动态演化规律,根据峰值应力,定量划分出40%极限弹性、极限弹性和极限破坏载荷所对应的"三带"动态演化特征;采动瓦斯赋存"三带"动态演化是导致低压瓦斯灾变的主要原因;提出了瓦斯普通涌出-低值异常涌出-高值异常涌出的灾变过程和条件;顶、底板破断冲击动压叠加作用下,可导致含瓦斯煤层低压灾变提前发动。     

开采解放层综采工作面瓦斯综合治理技术

为开采解放层采用了专用排瓦斯巷、高位抽放尾巷、高位钻场、高抽巷、底抽巷等先进瓦斯治理技术,并通过回采时对该采面的瓦斯变化、瓦斯地质情况、瓦斯来源及瓦斯抽放的参数进行总结、分析,及时提出改进措施、办法。为瓦斯含量高、层间距较近的煤层群开采解放层,提出了多方位的瓦斯综合治理措施,为有效治理瓦斯提供了宝贵经验。     

宁发一矿煤层瓦斯参数测定及瓦斯分布规律预测

煤层瓦斯参数是矿井瓦斯防治的基础数据,内蒙古宁发一矿属于技术改造矿井,以往煤层瓦斯参数测定数据极少,日常瓦斯管理工作缺乏技术依据。简述了宁发一矿煤层瓦斯参数的测定方法和过程,测定矿井主要煤层瓦斯压力、瓦斯含量、煤层透气性系数等参数,丰富了矿井瓦斯基础数据体系。评价主要煤层瓦斯可抽性,预测煤层瓦斯分布规律,为矿井瓦斯赋存规律研究和瓦斯防治提供了技术支撑。     

我国天然气地下储气库布局建议

在我国天然气进口依存度持续高位的形势下，构建合理的天然气地下储气库布局对于保障国家能源安全、促进我国经济长效发展有着重要的现实意义。在调研国外天然气储备发达国家地下储气库布局的基础上，分析我国不同地区天然气消费与地下储气库建设资源特点，对我国天然气地下储气库布局提出建议。结果表明：我国西北部天然气供给多元化而消费量较少，且油气型储气库建库资源丰富，地下储气库建设应以战略储备为第一目的。我国中西部和西南部地区天然气供给充足，具备大型气藏型储气库建设条件，且邻近我国中部、东部经济发达地区，储气库建设应兼顾战略需求和调峰需求，建成中国天然气储备“枢纽区”；环渤海地区和东北地区季节调峰需求大，且具备一定的油型储气库建库资源，应以满足调峰需求为目的开展油气型储气库建设；中南地区建立油气型储气库资源不足，但具备建立盐穴型和含水型储气库的条件；东南沿海地区基本建立地下储气库的条件相对不足，应以LNG建设为天然气储备能力提升的主要手段。     

下峪口井田煤与瓦斯突出瓦斯地质分析

根据以往资料和实验测试结果,研究了下峪口井田煤与瓦斯突出的分布特征,采用定量的方法对煤与瓦斯突出的控制因素进行了分析,并确定了突出危险性预测指标及临界值。研究认为:本区突出点分布有明显的分区分带特点,影响煤与瓦斯突出的主要因素为褶皱构造、煤层埋深、煤体结构类型、瓦斯含量与瓦斯压力。瓦斯含量与瓦斯压力是突出产生的基础,褶皱构造、煤体结构类型与埋深是产生突出区域分布的主控因素。     

鄂尔多斯盆地黄陵地区侏罗系煤层气来源判识

鄂尔多斯盆地黄陵地区在煤田勘探、建井和采煤中,发现了小规模的油气显示,推测该区域煤层中存在油型气,这一点与煤层气作为自生自储型资源的常规认识不同。为进一步验证这一推测,从煤层顶板、煤层、底板及采空区采集220组气体样品,开展气体组分、甲烷碳同位素δ13C1、甲烷氢同位素δD、乙烷碳同位素δ13C2的测试。测试结果表明,煤层中气体来源为煤成气和油型气组成的混合气,进一步利用Schoell图版分析,煤层及其围岩中油型混合气主要为裂解凝析气、生物气和石油伴生气。这些气体来源于下部三叠系延长组泥页岩,通过地层中的断层与裂缝,向上运移至侏罗纪煤系中储存下来,提高了煤层含气性。     

天然气价格承受能力研究综述

天然气价格承受能力反映天然气用户对天然气价格的承载能力,其价格形式表现为可承受天然气价格。与市场价格不同,可承受天然气价格无法通过市场供需关系进行量化,它反映的是用户愿意购买天然气所能承受的最高价格。本文对国外有关能源价格承受能力的研究进行了介绍,对国内天然气价格承受能力文献进行了归纳,并系统梳理了天然气价格承受能力理论体系,提出未来研究发展的主要方向,包括:针对不同类型用户深入研究广义可承受天然气价格;利用天然气需求曲线定量研究天然气市场;基于价格承受能力理论体系研究我国天然气市场价格形成机制。