煤矿高瓦斯带超前判识技术研究

在煤层开采过程中,经常遇到一些高瓦斯带;在高瓦斯带进行采掘作业时,极易发生瓦斯突出或瓦斯爆炸事故．本文采用趋势分析剩余值的手段,对煤层高瓦斯带的判识方法进行了探讨,在平顶山十矿的应用结果表明,趋势分析剩余值作为超前判识煤层高瓦斯带的特征参量具有较高的可靠性．     

液态CO2相变致裂强化瓦斯预抽试验研究

针对单一低透气性煤层瓦斯含量高、预抽效果不理想的情况,采用液态CO2相变致裂技术,在穿层钻孔中利用瞬间产生的高压CO2气体冲击煤体,产生大量裂隙并促使裂隙发育、扩展,以达到提高煤层透气性的目的.在河南焦煤能源有限公司九里山16051底抽巷进行的试验表明:液态CO2相变致裂技术可有效提高瓦斯抽采效果,试验后平均抽采流量0.057 m3/min,是试验前平均流量的4.3倍,是相同抽采时间内水力冲孔措施平均抽采流量的2.3倍;抽采体积分数也有所提升;在试验考察期内流量衰减系数降低到0.046 d-1,增透效果显著.     

不含瓦斯重塑煤体的渗吸特性

采用底水自发渗吸实验装置,对不同压制负荷(孔隙率)下不含瓦斯重塑煤体的渗吸高度进行测试,同时通过毛细吸水上升高度理论对不含瓦斯重塑煤体的渗吸高度计算分析,得到不含瓦斯重塑煤体的极限渗吸高度变化规律。研究结果表明:同一颗粒配比,不含瓦斯重塑煤体压制负荷越大,孔隙率越小,且随着压制负荷的增大,孔隙率呈负指数减小;不含瓦斯重塑煤体的渗吸高度随时间增长先是迅速增大,而后缓慢增大;在同一颗粒配比下,相同时刻,孔隙率(压制负荷越大)越小,渗吸高度越大;同一压制负荷,不同颗粒配比也满足孔隙率越小,渗吸高度越大的规律。不含瓦斯重塑煤体渗吸高度上升速率在初始阶段急剧减小,而后逐渐减小趋于0,即渗吸高度存在极限值。同一颗粒配比下不含瓦斯重塑煤体的极限渗吸高度随孔隙率减小(压制负荷增大)先是迅速增大,而后逐渐增大,不含瓦斯重塑煤体的极限渗吸高度与孔隙率负相关。     

潘三矿11-2煤瓦斯突出预测敏感指标及临界值初步确定

通过对各突出预测指标物理意义和潘三矿11-2煤层瓦斯突出主导因素的分析,有重点地选择了突出预测指标,并对其在潘三矿11-2煤层6个煤巷掘进工作面进行了跟踪考察。然后对指标的考察结果进行"三率"分析,确定钻屑量指标S和钻孔瓦斯涌出初速度q为潘三矿11-2煤层的突出预测敏感指标。通过对钻屑量指标S和钻孔瓦斯涌出初速度指标q取不同假想临界值时进行"三率"分析,初步确定钻屑量指标S的临界值为6 kg/m,钻孔瓦斯涌出初速度q的临界值为4.2 L/m in。     

下向钻孔水力冲孔工艺优化试验研究

为解决六龙煤矿掩护煤巷掘进过程中下向钻孔抽采效率低下、采用其他辅助措施达不到较好消突效果导致的采掘接替紧张技术难题,对六龙煤矿7#煤层开展了下向穿层钻孔水力冲孔试验研究。结果表明:通过采用优化的下向钻孔水力冲孔工艺,单孔平均冲出煤量达3～5 t,每米煤孔冲出煤量达0.5～0.8 t/m;邻近钻孔的抽采浓度及抽采纯量得到大幅提升;采用专用的下向钻孔封孔抽采工艺,实现了水力冲孔措施钻孔的高效抽采;预抽周期缩短3倍以上,成功实现了被掩护煤巷的安全快速掘进。     

K_1值预测时低指标突出现象的原因分析及解决方法

钻屑瓦斯解吸指标K1值作为突出危险性预测和效果检验的一个重要指标,测试结果的准确性直接影响到煤层是否具有突出危险性。实验室及现场研究发现,"混样"是影响突出预测预报准确性的重要因素。通过现场试验,采用定点取样器取样可解决"混样"的问题,从而提高预测预报的准确率,最终可有效防止所谓的"低指标突出"的发生。     

多元线性回归在瓦斯抽放量预测中的应用

 研究了瓦斯抽放量的影响因素,并结合九里山矿2006年-2010年的抽放数据,分析了该矿的抽放量影响因素,利用spss软件的相关分析得到了影响瓦斯抽放量的主要因素为有效煤孔总长度、吨煤钻孔长度、孔径100mm抽采管路占抽放管路总长的百分比。利用spss软件进行多元线性回归,并建立了瓦斯抽放量预测模型。根据预测结果,说明用该模型来预测该矿的瓦斯抽放量是可行的。     

注气驱替煤层甲烷的有效影响半径研究

为了确定井下煤层注气有效影响半径,以煤层瓦斯渗流理论、瓦斯扩散理论、多元气体竞争吸附、能量守恒以及理想气体状态方程为基础,以钻孔周围煤体瓦斯流动场为研究对象,建立了井下注气驱替煤层甲烷的数学模型,并以石港煤矿的实测参数为计算依据,利用Comsol软件对抽采钻孔在不同注气时间、不同注气压力下瓦斯流动进行了数值模拟,发现注气有效影响半径随注气时间和注气压力的增大而增大,为现场注气提供依据。     

寨崖底煤矿煤层瓦斯含量影响因素分析

为了分析寨崖底煤矿煤层瓦斯含量影响因素,采用了现场测试、实验室测试和理论推导相结合的方法,对寨崖底煤矿煤层顶底板岩性、岩性边界、煤对瓦斯的吸附常数等因素进行了分析,得出了6号煤层和9号煤层瓦斯含量与顶板泥岩厚度的关系;证实了影响寨崖底煤矿6号煤层瓦斯含量远大于9号煤层瓦斯含量与煤层顶板泥岩厚度、岩性边界、区域地质演化有关;而影响6号煤层瓦斯含量较大的次要因素主要是煤的吸附常数和孔隙率。     

煤与瓦斯突出煤层综掘工作面瓦斯防治技术

为解决寺家庄矿15号煤层综掘工作面突出危险性严重和掘进过程中瓦斯涌出量大的问题,提出了包括水力压裂、交叉钻孔、钻墙边掘边抽和水力挤出在内的瓦斯突出防治“四合一”技术,并进行现场试验。结果表明：综掘工作面瓦斯突出防治“四合一”’技术的应用使煤层透气性提高了2-10倍,区域预抽瓦斯纯量提高55％,掘进期间风排瓦斯量下降幅度达17％,回风流瓦斯最大体积分数不超过0．65％,突出防治措施效检指标无超标现象,实现了综掘工作面安全快速掘进。