煤层群煤与瓦斯安全高效共采体系及应用

提出了高瓦斯煤层群煤与瓦斯安全高效共采的概念：在煤层群开采条件下，首先开采瓦斯含量低、无突出危险的首采煤层，利用其采动影响使处在其上部和下部的煤层卸压，煤层透气性成百倍地增加，从而形成高效的瓦斯抽采条件．同时进行的卸压瓦斯高效抽采既解决了由卸压煤层向首采煤层涌出瓦斯问题，保障首采煤层实现安全高效开采，又大幅度地降低了卸压煤层的瓦斯含量，消除了煤与瓦斯突出危险性，为在卸压煤层内实施快速掘进与高效采煤方法提供了安全保障，从而实现了瓦斯与煤炭两种资源的安全高效共采．文中介绍了针对不同卸压瓦斯流动特点的近程、中程和远程卸压瓦斯抽采方法及工程应用实践，最后对高瓦斯煤层群煤与瓦斯安全高效共采体系的应用前景进行了分析．     

近距离高瓦斯煤层群首采工作面顶板裂隙发育规律研究

确定顶板瓦斯运移规律及其富集区是综合治理高瓦斯工作面卸压瓦斯的关键。本文对我国西部地区典型的近距离高瓦斯煤层群4.2m大采高工作面回采过程中顶板裂隙演化特征进行FLAC3D模拟,研究得出在工作面顶板覆岩10倍采高处,纵向裂隙和横向裂隙发育最剧烈且相互导通,形成高瓦斯富集区。此对大采高工作面卸压瓦斯的安全高效治理具有理论和实际指导意义。     

煤与远程卸压瓦斯安全高效共采试验研究

运用高瓦斯煤层群煤与瓦斯安全高效共采的思想,在淮南潘一矿进行了煤与瓦斯安全高效共采及远程瓦斯抽采的试验研究：首先开采瓦斯含量低、无突出危险的B11煤层,利用其采动影响使处在其上部70m(相对层间距35)的C13煤层卸压,煤层透气性系数增加近3000倍,瓦斯大量解吸并形成了沿顺层张裂隙流动的条件,通过在C13煤层底板沿走向布置的瓦斯抽采巷向C13煤层均匀地打网格式上向穿层钻孔,C13煤层内的卸压解吸瓦斯在煤层残余瓦斯压力和抽采负压作用下沿顺层张裂隙向抽采钻孔汇集,瓦斯抽采率达60%以上,不仅消除了煤与瓦斯突出危险性,而且相对瓦斯涌出量由原来25m^3／t下降到5m^3／t,工作面日产量由原来的1700t提高到5100t,成功地实现了煤与瓦斯两种资源的安全高效共采。     

厚煤层采动裂隙发育演化规律及分布形态研究

结合弹塑性和断裂力学相关理论分析厚煤层上覆岩层采动裂隙扩展力学原理,根据覆岩内原生裂隙、次生裂隙和贯通裂隙分布情况将采动裂隙瓦斯流动通道沿工作面倾向分为:孤立区、局部网络区和网络区,运用UDEC数值软件模拟不同倾角和工作面长度条件下覆岩采动裂隙分布规律.结果表明:受采动影响,厚煤层工作面采空区覆岩出现"O"形裂隙圈,其随煤层倾角增大且沿煤层倾向向上发育,由水平煤层的等腰梯形演化为急倾斜煤层的不对称钝角梯形,瓦斯积聚于"O"形圈顶部;煤层倾角不变的情况下,"O"形裂隙圈随工作面长度的增加而增高.     

煤层群首采关键层煤与瓦斯共采技术研究

基于新庄孜煤矿近距离煤层群全为突出煤层的情况,选择突出危险性程度较低的、煤层厚度只有0．8m的B10煤作为近距离煤层群开采首采层,即关键保护层工作面。采用一面六巷的瓦斯治理技术,并在66310工作面成功应用,实现了煤层群首采关键层煤与瓦斯安全高效共采。研究成果可为低透气性高瓦斯煤层群卸压开采提供指导。     

突出矿井煤层群开采首采保护层区域消突技术实践

以突出矿井谢桥煤矿为例,介绍了煤层群开采首采保护层卸压瓦斯抽采工程设计和被保护煤层卸压瓦斯抽采效果.实践表明,谢桥矿1242(1)保护层开采实践证明,在11-2煤层有效保护范围内的13-1煤层,可充分消除其突出危险性,并有利于被保护层瓦斯治理;经保护层开采后,不仅能最大程度消除高瓦斯突出危险煤层的瓦斯事故隐患,而且极大地提高了巷道掘进速度,从而缓解了工作面接替的紧张局面,有效提高了生产效率.保护层开采区域消突技术是防治煤与瓦斯突出最经济、有效的技术措施.     

高瓦斯煤层群保护层开采卸压效果数值模拟

为合理选择保护层,针对高瓦斯突出煤层群安全开采问题,分析了保护层开采的保护作用机理,即保护层开采可对被保护层起到卸压增透作用,改善被保护层的瓦斯抽放效果是解决煤与瓦斯突出问题及瓦斯灾害的重要技术手段;卸压对煤与瓦斯突出及瓦斯问题的解决具有决定作用.针对某矿高瓦斯突出煤层群生产地质条件,采用FLAC3D数值软件模拟2个非突出煤层作为保护层开采时的卸压效果,并对其进行了分析比较,研究结果可为保护层的合理选择提供参考依据.     

地面群孔瓦斯抽采技术应用研究

为保证新集一矿突出煤层13-1煤北中央采区的安全开采,先后开采131103、131105等11-2煤层工作面作为保护层。首先在上述两个工作面共布置了6个地面钻孔,建立了地面群孔瓦斯抽采系统,预抽采动区被保护层13-1煤瓦斯。接下来对地面钻孔抽采瓦斯参数进行了考察,主要包括基于示踪技术考察了131105工作面采动卸压地面钻孔走向及倾向瓦斯抽采半径,统计分析被保护层瓦斯抽采率,同时就地面群孔与井下底板巷穿层钻孔瓦斯抽采两种方法进行了抽采率、工程费用等方面的对比。研究结果表明：新集一矿的地层条件下地面钻孔抽采煤层卸压瓦斯沿煤层倾向和走向的抽采半径分别不小于160m和240m;采动区地面群孔瓦斯抽采率达35%以上;地面钻孔相对比井下底板巷,在抽采瓦斯方面具有技术上可靠、安全、经济等优点。     

地面钻井抽放上覆远距离卸压煤层气试验研究

通过模拟及实测,对下保护层开采后其上覆远距离煤卸压效果进行了研究,并在淮北桃园矿开展了地面钻井抽放上覆远距离卸压煤层气试验。结果表明,下解放层开采后其上覆远距离煤层能充分卸压,将地面抽放钻井打到采动裂隙“Ｏ”形圈内,可将其卸压煤层气大面积抽放出来,为我国煤层气开采提供了一条新途径,具有推广应用前景。     

深井煤层群首采下保护层工作面瓦斯治理技术

本文以千米深井——朱集煤矿1242(1)首采工作面的瓦斯治理为例,提出并实施了地面钻井、高抽巷和采空区埋管相结合的瓦斯分源治理综合技术,分别抽采上覆13-1煤层卸压瓦斯、顶板瓦斯富集区瓦斯和上隅角瓦斯。实践表明,1242(1)工作面平均绝对瓦斯涌出量为68.8m3/min,地面钻井平均瓦斯抽采量为28.7m3/min,占瓦斯涌出量的42.2%,高抽巷平均瓦斯抽采量为30.7m3/min,占瓦斯涌出量的45.2%,瓦斯抽采率高达87.4%,回风流瓦斯浓度低于0.4%,实现深井高瓦斯煤层群首采下保护层工作面的安全高效开采。研究成果对类似条件矿井首采层工作面的瓦斯治理有指导价值。     

洛阳市燃气发展概况和发展对策研究

介绍了洛阳市燃气发展的概况和今后发展对策 ,希望能对洛阳及其他城市燃气事业的发展提供一些启示和帮助     

瓦斯突出的气体介质条件

在研究瓦斯突出中的作用机理、煤的瓦斯吸附特性和煤的瓦斯放散特性的基础上,论述了瓦斯突出的气体介质条件,为认识瓦斯动力现象的本质提供了科学依据．     

净化黄磷尾气变换制甲醇合成气工艺比较与选择

为选择黄磷尾气变换制甲醇合成气的可行工艺流程，分析黄磷尾气部分变换制H2的不同工艺，即全量变换、部分变换、部分循环变换．根据黄磷尾气及所制合成气的特点，通过热量及变换率计算，选取部分循环进气方式变换制甲醇合成气，并通过中试试验验证黄磷尾气制合成气采取部分循环进气的方式可行且连续、可控．     

瓦斯分布与风量及瓦斯涌出量关系的数值模拟

煤矿瓦斯事故频发,危害严重,用计算机模拟矿井掘进巷道中的瓦斯分布与积聚是优化通风方案的重要手段.本文根据流体动力学理论,对局部通风掘进巷道中的瓦斯分布与积聚进行数值模拟,分析了在风量和瓦斯涌出量变化的情况下瓦斯体积分数的分布规律.结果表明,当风量和瓦斯涌出量成比例变化时,低体积分数区域的瓦斯大致按比例变化,高体积分数区域的瓦斯体积分数并不是成比例变化.     

长输燃气管道泄漏主要原因及防范措施

以义马-郑州长输燃气管道为例,分析了长输燃气管道泄漏的主要原因,探讨了管道燃气泄漏的防范措施.     

煤矿井下瓦斯抽采PVC管道爆炸原因分析及预防

针对煤矿瓦斯抽采PVC管道静电引起的瓦斯爆炸事故,分析了PVC管道中静电产生和静电放电的原因,提出了预防PVC管道中静电灾害的技术。由于瓦斯在PVC抽放管路中流动时产生静电并在管道内壁产生静电积聚,所以在PVC管路和铁质流量计连接处,因两者导电能力不同,致使PVC管路产生静电,恰巧这时的瓦斯浓度达到爆炸范围,静电放电火花点燃瓦斯,造成瓦斯在管道内发生爆炸。为此,采用降低瓦斯在管道中的流速,抑制静电的产生;在输气管道的法兰接头、PVC管两端、阀门等连接处应用金属线跨接,防止静电放电;在气流输送系统的管道中央,顺其走向加设两端接地的金属线,以降低管内静电电位等方法,为矿井瓦斯抽采PVC管道防治静电灾害提供理论依据。     

混合气体绝缘设备充、补气技术研究

混合绝缘气体充气、补气是混合气体绝缘设备运维的重要环节。现有的分压充、补气方法,难以精确控制气体混合比例,不能满足混合气体绝缘设备大规模推广的技术要求。为此结合SF_6气体现场充、补气技术经验,提出以动态配气原理为基础的SF_6、N_2等组分精确加压配气技术方案,研制新型混合气体加压配气补气装置,装置能够实现SF_6气体与N_2等两组分混合绝缘气体的现场连续精确配制,气体混合比例范围0%～100%可调,配气误差小于1%,满足不同设备精确配比加压充补气要求。同时提出混合绝缘气体现场补气比例的计算公式,可根据混合气体绝缘设备实际比例,获得合适的补气浓度。     

关于燃气互换性与燃具适应性的探讨

燃气成分的变化将引起燃气燃烧特性的改变 ,从而引起燃具热负荷、一次空气系数、火焰结构等的变化 ,本文详细分析了燃气互换性及燃具适应性之间相互关联制约的作用。     

城市混合燃气中矿井气的研究及应用

矿井气与人工煤气掺混后 ,由于矿井气中CH4浓度很不稳定 ,造成混合燃气的华白指数波动很大 ,超出燃气互换性的范围 ,这样 ,用户在使用燃气时会有一定的安全隐患 .为此 ,我们分析研究了水煤气生产中施放出来的烟气 .试验表明 ,在混合燃气中掺混一定比例的烟气后 ,华白指数可稳定在规定范围内 ,灶具燃烧工况良好 .     

焦炉煤气在管道中的爆炸性及其火焰传播规律

在内径为φ88mm、φ199mm、φ305mm三种组合爆炸管道中对模拟焦炉煤气的爆炸性和火焰传播规律进行了实验研究,分析了可燃气体浓度、管道内径、管道长度等因素对焦炉煤气爆炸性及火焰传播的影响规律。为焦炉煤气输气管道防回火装置的研制提供了技术依据。