矿井瓦斯抽采技术的研究现状及前景

分析了瓦斯抽采的可行性,介绍了瓦斯抽采的常用方法,对我国瓦斯的利用情况和存在的问题进行系统总结,阐明了我国矿井瓦斯抽采技术的研究现状。同时,根据研究现状提出了煤矿瓦斯抽采的研究方向和具体的发展思路,为实际生产中的矿井瓦斯抽采设计提供依据。     

高强度综采工作面瓦斯分布规律及涌出量分析

塔山煤矿山4#煤层8101工作面为高强度开采工作面,自开采以来,瓦斯频繁超限。为此,对该工作面瓦斯来源及涌出规律进行了实测。经测定,该工作面瓦斯主要来自煤壁及割落煤瓦斯,约占工作面绝对瓦斯涌出总量的90%,其中,位于50#支架至105#支架之内的瓦斯涌出量最大,应着重治理。     

双动力协同钻进高效卸压特性研究及应用

基于煤岩卸压效应,对双动力协同钻进高效卸压特性进行了研究;分析了双动力协同钻进的实现条件及螺旋式切煤卸压增透原理;采用FLAC 3D 软件,模拟分析了卸压槽周围煤体应力场演化规律;并进行了现场试验验证与应用。研究表明：超前自由面能够卸除围压,降低机械齿的钻进阻力,显著提高钻进速度;卸压槽促使煤体流变,集中应力向深部转移,瓦斯潜能释放,煤体卸压增透,促进了瓦斯的解吸和流动,有利于瓦斯抽采,消除了煤层瓦斯突出危险性。现场试验结果表明：采用此措施后,煤体扰动范围增大近40倍,卸压半径提高4倍,瓦斯抽采效率显著提高,消除了控制区域煤层瓦斯突出危险性,煤层巷道掘进月进尺提高了2倍。     

高强度开采工作面瓦斯涌出规律及防治技术研究

为探明塔山煤矿山4 #煤层8101工作面的瓦斯来源及涌出规律,以解决该工作面自开采以来出现的瓦斯频繁超限情况,经测定,该工作面绝对瓦斯涌出总量约为7.6872m3/min,其中,煤壁及割落煤涌出瓦斯量最大为7.0137 m3/min,约占工作面绝对瓦斯涌出总量的90％,且位于50#～105#支架之内的瓦斯涌出量最大,应着重治理.针对该情况,预采用工作面煤壁“浅孔快速、高效、强化抽采卸压瓦斯”技术.     

基于多孔介质的煤矿低浓度瓦斯燃烧的二维数值模拟

利用商业软件Fluent 6.3建立二维模型并进行合理设置,对基于多孔介质的煤矿低浓度瓦斯燃烧进行数值模拟,研究了入口瓦斯浓度、瓦斯流速对燃烧器轴向温度和CO2分布的影响,以及多孔介质燃烧器中速率分布情况。结果表明,不同瓦斯浓度下,随着流速的增大,最高温度位置逐渐向燃烧器出口处移动,最高温度大小也随着流速增加逐渐增大;不同瓦斯流速下,轴向最高温度随着瓦斯浓度的增加而变大,到达最高温度时的位置随浓度变大而越靠近瓦斯入口处;燃烧器中的速率分布由于受到多孔介质的影响,有明显的规律性。     

螺旋式切煤诱喷增透防突技术研究及应用

基于螺旋破煤机理和诱喷增透防突技术,运用ANSYS软件建立喷孔孔洞有限元模型,模拟了喷孔后孔洞周围煤体应力分布及位移变化规律,并在川煤集团杉木树矿进行了工业性试验。数值模拟结果表明:诱喷后形成卸压空间,煤体应力重新分布,出现应力三区:卸压区、应力集中区及原始应力区,卸压占主导地位。同水平煤层总位移变化均衡,孔洞上部卸压效果优于下部。经现场试验及应用,切煤诱喷后,煤体暴露面积及扰动体积有了大幅度地提高,诱喷孔平均瓦斯抽采浓度是普通孔的2.33倍,瓦斯抽采效率得到改善。     

软岩矿井冲击矿压的影响因素和防治技术

通过分析影响软岩矿井冲击矿压的主要因素及各因素在冲击矿压中的作用机制,提出了相应的防治措施,对软岩煤矿安全生产具有理论指导意义。     

基于响应面法的钻割一体化喷嘴稳健性优化

针对现有钻割一体化喷嘴可靠性及破岩能力较差的问题,在泵压(30 MPa)一定的条件下,基于Hashish切割理论,以喷嘴出口直径、收缩角、出口圆柱段长度以及锥形直线段长度为设计变量,以喷嘴出口轴心速度为响应变量,结合喷嘴特征参数与钻割一体化钻头的匹配及加工精度问题,选择适当的约束条件,以喷嘴出口轴心速度最大为优化目标,采用响应面法(RSM)结合物理试验验证,在单因素筛选实验的基础上,建立了响应变量与其主控因素之间的响应面模型,分析了各主控因素之间交互作用对响应变量的影响规律,对适合松软煤层的大直径喷嘴进行稳健性优化.试验验证表明:相同条件下,喷嘴流量系数提高了1.26%,冲蚀体积明显增加,破岩能力及效果增强.     

龙王庙组气藏安全优质高效勘探开发经验与启示

四川盆地乐山-龙女寺古隆起高石梯-磨溪构造龙王庙组气藏从发现到探明并建成10×108m3试采工程只用了一年多时间,创造了同规模气田勘探开发建设的新纪录。在回顾龙王庙组气藏安全优质高效勘探开发历程的基础上,总结了为尽快控制气藏规模、加快落实资源、实现储量向产量快速转化,通过发挥整体优势高效组织推进、勘探与开发一体化同步实施、依靠科技进步提速提产提效、推行“六化”快速建设10×108m3试采工程,实现龙王庙组气藏安全优质高效勘探开发的经验与启示。     

大佛寺煤矿地面瓦斯抽采井型设计优化分析

煤矿瓦斯地面抽采逐步成为瓦斯抽采的主要方式,抽采井井型选择一直是设计难点。为探究适合大佛寺煤矿的地面抽采井型,研究了大佛寺煤矿煤层储存特性,发现矿区煤层吸附能力和渗透率较好,不同煤层间存在差异,由此优化设计了"U"型、"V"型和多分支水平井,为提高瓦斯抽采量提供了新途径。