基于瓦斯流动理论的超前钻孔有效排放半径研究

为了准确测定超前钻孔的有效排放半径,从煤层瓦斯流动规律的角度探讨了排放钻孔的影响因素,发现在一定煤层内,由于受条件限制,采用改变钻孔直径和长度及煤层透气性系数等方法提高排放效果是有限的.根据钻孔瓦斯涌出量与排放时间的关系,基于新集一矿的现场实际,通过计算钻孔瓦斯涌出量的变化率准确判定了超前钻孔的有效排放半径,得出在13-1煤层φ91 mm超前钻孔的有效排放半径为0.8m.     

屯兰煤矿超前排放钻孔有效排放半径的研究

为了解决屯兰煤矿防突措施中超前排放钻孔孔径选取和钻孔布置的问题,根据钻孔瓦斯涌出量与排放时间的关系,测定钻孔瓦斯涌出量变化率以确定超前钻孔的有效排放半径。结果表明:屯兰煤矿2#、4#、8#和9#煤煤层超前钻孔的有效排放半径分别为0.5m、1m、0.5m、0.5m,为屯兰煤矿超前排放钻孔的设计提供了依据,提高了防突措施效果。     

顺层钻孔抽采煤层瓦斯有效影响半径数值模拟及应用

确定钻孔有效抽采半径是煤矿瓦斯安全高效抽采的关键,本文结合实际矿井的基础参数资料,利用流体力学软件Fluent,通过软件内置的多孔介质模型,对流场区域添加用于表征多孔介质性质的阻力参数来实现对流体在多孔介质中的流动过程的模拟。结果表明:1该工作面的理论有效瓦斯抽采半径约为1.9m,该工作面的抽采间距可设计为4m;2煤层渗透率改变影响瓦斯运移的阻力的变化,从而能大幅影响煤层内瓦斯的运移速度,而抽放负压通过影响瓦斯运移的动力,在一定程度上也会影响钻孔瓦斯流量;3模拟结果与试验结果具有很好的统一。     

快速准确测定超前钻孔瓦斯排放半径方法研究

文章以峰峰集团有限公司大淑村矿为实施矿井,在煤炭科学研究总院抚顺分院科研人员指导下进行了超前钻孔瓦斯排放半径的研究。利用合理化布孔、确定规律性考察指标,掌握了适合大淑村矿的超前钻孔瓦斯排放半径快速测定方法。     

超前钻孔有效排放半径测定方法探讨

施工瓦斯排放钻孔是突出煤层消除突出危险的有效途径,而钻孔有效半径是指导瓦斯排放钻孔设计的依据.运用瓦斯压力法测定钻孔排放有效半径,为石门揭煤超前钻孔的布置提供了科学依据,提高了防突措施的有效性.     

寺家庄矿15~#煤层超前排放孔有效半径考察

超前排放钻孔是目前煤矿采掘工作面最常用的防治煤与瓦斯突出措施,以阳煤集团寺家庄矿15#煤层15108工作面为背景,通过钻孔瓦斯涌出量法测定排放钻孔有效半径,为矿井超前排放钻孔措施设计提供依据。     

钻屑指标法测定瓦斯有效排放半径

现行测定瓦斯排放超前钻孔有效排放半径的方法打孔量多，工序繁琐，偏差大。用钻屑指标法测定则可克服上述缺点。     

不同瓦斯压力条件下钻孔有效抽采半径的模拟分析

本文通过COMSOL Multiphysics对模拟原始瓦斯压力1.5MPa和瓦斯压力1MPa钻孔抽采过程中钻孔有效抽采的变化,说明不同区域钻孔有效抽采半径的不同,以此为不同区域的钻孔布置间距的确定提供依据。     

坪上煤矿不同孔径超前钻孔有效排放半径的测定

介绍了超前排放钻孔的防突原理,并详细阐述了有效半径的测定方法及适用条件,针对坪上煤矿3#煤层硬、煤层厚等特点,对现有的钻孔瓦斯流量测定排放钻孔方法进行创新,并利用该方法测得了3#煤层不同孔径的超前钻孔有效排放半径,为矿井局部防突排放钻孔的设计提供了依据,提高了防突措施效果。     

瓦斯有效抽采半径影响因素的数值模拟研究

抽采半径测量不当会造成瓦斯事故的发生,因此准确计算有效抽采半径具有重要意义。为了研究相关因素对瓦斯有效抽采半径大小的影响,以瓦斯渗流理论为基础,根据达西定律和质量守恒定律,利用COMSOL Multiphysics数值模拟软件建立考虑煤岩变形控制方程的气固耦合数学模型。以阳泉矿区XY煤矿3~#煤层为例,通过提出压力差提高比的概念对比分析抽采负压和瓦斯压力的大小,并进一步通过数值模拟方法得出抽采负压、抽采时间和钻孔半径的大小对有效抽采半径的影响规律。结果表明,抽采负压对有效抽采半径的影响不大,有效抽采半径随着抽采时间和钻孔半径的增加而增大。     

钻孔瓦斯抽采有效半径渗流-热相似数值模拟

钻孔瓦斯抽采有效半径直接关系到矿井安全生产、瓦斯治理投入、资源的合理利用等多个重要方面,通过ANSYS数值模拟渗流-热相似分析模块对新丰煤矿3种透气性环境下的抽采半径及其相关规律进行研究,发现钻孔抽采在三维空间中存在差异,各个方向上并不完全一样,抽采有效范围内煤层瓦斯压力与抽采时间成严格的负指数关系,煤层透气性系数的提高能成倍的缩短极限抽采时间并增大抽采有效半径,矿井在瓦斯治理与利用过程中应以提高煤层透气性系数为主,这样既可以首先对煤层进行消突,又可以增大抽采有效半径,还可以缩短抽采时间,一举多得。     

瓦斯抽采半径确定的数值模拟研究

为了研究钻孔抽采过程中煤层瓦斯的运移规律以及确定合理的抽采半径,基于煤体孔隙-裂隙双重介质的结构模型,建立了考虑吸附解吸的受载含瓦斯煤体瓦斯流动耦合方程。并实测鹤壁三矿二1煤层数值计算所需相关参数,采用COMSOL-Multiphysics数值模拟软件对钻孔周围的煤层瓦斯流动进行数值计算模拟,得到不同抽采时间内的有效半径,并根据模拟结果探讨了抽采负压对抽采效果的影响。最后通过模拟流量数据与现场实测流量数据的比较,两者结果基本一致,从而验证了数值模拟结果的正确性。     

基于不同孔间距数值模拟的钻孔瓦斯抽采有效半径确定方法

为了测算本煤层顺层钻孔抽采有效半径,通过在实验室数值模拟和现场测试不同孔间距时瓦斯抽采效果,得出钻孔压力、瓦斯浓度与抽采有效半径之间的关系。实验表明:煤层透气性系数和抽采时间是决定抽采半径的主要因素;抽采负压与抽采时间协调一致非常重要;平煤八矿15#本煤层顺层钻孔最大孔间距为3~4 m。     

穿层钻孔有效抽采半径的数值模拟及效果预测

为了研究三软不稳定单一厚煤层底抽巷穿层钻孔的有效抽采半径以及相应的预抽期,建立起钻孔周围煤体瓦斯流动方程,并利用COMSOL-Multiphysics软件对郑州矿区某矿二1煤的穿层钻孔进行数值模拟。     

采用钻屑量差值法考察超前排放钻孔有效影响半径

为了提高煤层超前排放钻孔有效影响半径测试工作的效率,在钻屑量指标测试方法的基础上,将施工测量钻孔改为直接施工排放钻孔,即在井下同一位置施工2个排放钻孔,利用2个排放钻孔测试的钻屑量差值来判定超前排放钻孔的有效影响半径,省略了扩孔工序,提高了影响半径的测试效率。采用钻屑量差值法对煤矿现场M5^#煤层瓦斯超前排放钻孔的有效影响半径进行考察,考虑到井下条件的复杂性,在测试区域内共布置5个测点,要求测点沿煤层走向不少于2个,沿煤层倾向不少于3个,得出M5^#煤层的超前排放钻孔有效影响半径为0.56~0.61 m,并引入钻屑量临界指标验证了结果的准确性。从安全角度考虑,最终确定M5^#煤层超前排放钻孔有效影响半径为0.50 m。     

基于煤层原始瓦斯含量和压力的割缝钻孔有效抽采半径测定

为了准确测定割缝钻孔的有效抽采半径,基于煤层原始瓦斯含量和压力,通过将预抽率30%与残余瓦斯含量8 m3/t这2个消突指标相结合,提出了新的割缝钻孔有效抽采半径判定指标:当煤层原始瓦斯含量11.3 m3/t时,将压降大于煤层原始瓦斯压力的50%作为确定有效抽采半径的指标;当煤层原始瓦斯含量11.3 m3/t时,将压降64/q2作为确定有效抽采半径的指标。在杨柳煤矿进行了现场试验,最终确定割缝钻孔的有效影响半径为5 m。通过对抽采指标及残余瓦斯含量的考察,验证了上述指标的有效性和可靠性。     

钻孔抽采过程中有效抽采半径变化规律数值模拟

根据煤层瓦斯流动方程、煤体变形方程以及孔隙率渗透率变化方程建立钻孔抽采耦合数学模型,通过COMSOL Multiphysics对原始瓦斯压力1.5 MPa和瓦斯压力下降到1 MPa钻孔抽采过程中瓦斯压力变化和渗透率变化规律进行模拟,利用模拟结果得到煤层在瓦斯抽采过程中钻孔有效抽采半径的变化规律。     

有效压力指标法测定钻孔有效抽放半径

基于有效压力指标法测定原理及方法,对河北某矿煤层钻孔有效抽放半径进行了测定,得出有效抽放半径与抽放时间之间的拟合曲线,认为该煤层89 mm抽放钻孔的极限有效影响半径为8.7 m,极限抽放时间为300 d,而抽放时间定为90 d,即有效抽放半径为4.5 m比较经济合理。     

白坪矿煤层瓦斯钻孔有效抽采半径研究

煤层瓦斯钻孔有效抽采半径的确定对于选择合理的布孔间距和预抽煤层瓦斯具有重要意义,采用相对瓦斯压力指标法对白坪矿二1煤层钻孔的有效抽采半径进行了研究。结果表明:相对瓦斯压力指标法测定煤层瓦斯有效抽采半径是一种有效的方法,并依此确定了白坪矿采用孔径为94 mm、抽采时间3个月时,其有效抽采半径为1.41 m,为抽采钻孔的设计提供了科学依据。     

基于数值模拟的煤层瓦斯抽采半径合理化试验研究

针对井下煤与瓦斯的突出问题,在开滦钱家营矿进行了煤层瓦斯抽放半径测定的实验。运用压力指标法对5煤层的瓦斯抽放半径进行测定,结果表明5煤层的抽放半径大于1m;采用改进含量指标法现场测定了5煤层瓦斯的有效抽放半径,在3~4m范围内;采用RFPA2D-Gas Flow模拟软件对瓦斯在抽放过程中的渗流情况进行模拟,最终确定模拟有效半径为3.4m;通过数学分析最终确定抽放钻孔布置最佳间距为4.8m,测定结果为钱家营矿防突措施的开展提供关键数据和依据。