重复注气压降法煤层渗透率模型与原位测试研究

煤层渗透率作为衡量瓦斯渗流与抽采难易程度的重要指标,对其进行准确测定具有重要意义。针对现有方法计算渗透率测试周期长、结果不稳定、模型不完善等问题,研究煤层渗透率的快速准确测定方法及相应的计算模型。基于煤层中气体径向不稳定流控制方程,结合不同压差下气体在煤层中的体积流量方程,建立可利用全区间压降数据测定煤层渗透率的注气压降计算模型。应用COMSOL数值模拟软件的达西渗流模块对模型进行求解,针对现场工程设计中可对压降曲线产生影响的测压气室长度进行单变量处理,根据模拟结果分析钻孔的测压气室长度可设计为2.0 m。根据数值模拟结果进行现场布置,搭建井下重复注气压降试验系统,结合煤层瓦斯赋存条件和巷道条件施工两组穿层钻孔,对2个测点分别注入两次高于煤层瓦斯压力的补偿气体进行渗透率原位测试,测试周期分别约为6 d和17 d,第2轮测试的注气压力高于第1轮。结合理论推导验证了注气压降过程中煤层瓦斯的雷诺数均处于线性达西渗流段,瓦斯在煤层中的渗流符合达西定律,满足计算模型的假设。与传统煤层渗透率计算方法进行了比较,结果表明：本方法和径向流量法的计算结果基本一致,可以满足实际工程需要。重复注气压降法的测...     

煤矿深部开采瓦斯压力计算的解析算法

在考虑地应力和地温影响的基础上,提出了煤层瓦斯渗透率ｋ（,θ）与平均应力和地温的关系及一维稳定流动的瓦斯渗流方程,并根据煤层在地表有无露头和通道的情况,导出了煤层瓦斯压力计算分析的解析式．现场实测和理论计算的比较分析表明,该算法能较准确反映实测结果,并从理论上进一步完善了煤层瓦斯压力的计算方法,对煤矿深部开采煤层瓦斯压力和含量的预测以及渗流场的分析具有重要意义．     

钻孔瓦斯流量法确定煤层渗透率和瓦斯压力的试验研究

针对煤矿生产实践中存在测定煤层渗透率和瓦斯压力难度大、准确率低的问题,依据煤层瓦斯径向流动原理,构建了用于确定煤层渗透率和瓦斯压力的理论和方法,并在五阳煤矿进行了不同钻孔直径和不同流量监测时间段的实测对比。结果表明:钻孔直径对煤层渗透率和瓦斯压力的计算值影响较小;瓦斯流量监测时间段对煤层渗透率和瓦斯压力的计算值影响较为显著,进行q-1-lnt图线性回归分析,为减少误差应选用钻孔施工5d后的流量数据;计算值与实测值相比误差较小,能够满足矿井瓦斯灾害预测和防治中对瓦斯基础参数的测定要求。     

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。     

瓦斯含量直接测定法在大方煤田的研究

利用DGC型瓦斯含量直接测定装置对煤样进行瓦斯解吸速度和瓦斯解吸量的测定,结合损失量推算模型进行损失瓦斯量的推算和常压解吸量的计算,得出煤层的可解吸瓦斯含量,再通过朗格缪尔方程计算煤层的不可解吸瓦斯量,从而实现煤矿井下煤层瓦斯含量的直接快速测定.经过在大方煤田的现场试验,将直接测定法与间接法测算的煤层瓦斯含量进行比较,反算了煤层瓦斯压力,与实测瓦斯压力进行对比验证.结果表明:直接法和间接法测算的煤层瓦斯含量值、瓦斯压力值相近,该法可为矿井提供了准确可靠的煤层瓦斯基本参数.     

顺煤层平行钻孔抽采瓦斯合理布孔参数的确定方法

通过对煤层内瓦斯渗流过程的理论分析,建立了瓦斯抽采的流动模型,并进行了解算。利用所编制的煤矿井下瓦斯抽采数值模拟分析软件,提出了煤矿井下瓦斯抽采合理布孔参数的确定方法,并进行了实例计算。结果表明,该方法可以确定顺煤层平行钻孔抽采瓦斯合理布孔参数,用于指导生产。     

钻孔流量推算煤层残余瓦斯压力的方法

运用渗流力学中持续平面点源和Darcy定律,结合实际气体的压缩状态方程,分析煤层瓦斯抽采过程中瓦斯流动的规律,建立了瓦斯流量和残余瓦斯压力之间的模型。形成了利用初始渗透率、钻孔瓦斯流量和甲烷状态参数表示钻孔径向瓦斯压力场和计算煤层残余瓦斯压力的方法。从而形成了一种利用渗流理论估算抽采期间煤层残余瓦斯压力的新方法。     

一种井下煤层渗透率直接测定仪

研发了一种井下煤层渗透率直接测定仪器,可实现煤层渗透率的井下直接测定;仪器及配套器材主要包括封孔装置及导气管路、充气装置、煤层渗透率测定仪及导流管组件等。通过重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室对该装置进行了校准鉴定,并利用该装置对煤层渗透率进行现场测定,测试结果表明:该装置能够实现井下现场直接测定煤层渗透率,避免了因取样的偶然性和样芯制作过程中的破坏造成的实验室测量结果失真,测试结果具有准确性和客观性。     

《不同瓦斯抽采钻孔有效抽采半径的数值计算方法》

 摘要：为了节省煤矿井下瓦斯抽采半径的测定时间和合理布置抽采钻孔,根据突出煤层防治瓦斯、有效抽放半径合理布置的必要性和重要性,本文提出了利用变系数非线性瓦斯渗流方程来快速精确测定瓦斯抽采半径的数值计算方法。以重庆天府三矿为例,结合现场实测、实验室参数测定和理论计算,研究了不同布孔方式（顺层抽采钻孔、穿层抽采钻孔）的有效抽采半径。结果表明此方法能够方便、快速确定钻孔间距和抽采时间,对节省抽采半径的测定时间和合理布置钻孔有一定的实际意义。     

动态回采工作面煤壁瓦斯涌出数值计算及现场应用

为了准确预测计算动态推采期间回采工作面煤壁瓦斯涌出量,以超化煤矿22051综采工作面为研究对象,建立煤层多组分瓦斯含量-压力赋存模型,考虑了工作面推进速度、采动影响下煤层渗透率变化,通过引入移动坐标系和采动作用下工作面前方煤层渗透率分布模型,构建了动态推采期间工作面煤壁多组分瓦斯涌出数值计算模型,采用有限差分法编制相应的解算程序,模拟计算回采工作面煤壁瓦斯涌出量。以瓦斯平衡方程、风量平衡方程为基础构建工作面瓦斯涌出量分源测算数学模型,结合工作面现场风量瓦斯分段测定法,实测了工作面煤壁瓦斯涌出量。对比分析了22051工作面煤壁瓦斯涌出量数值模拟结果与实测结果,研究表明:该工作面煤壁瓦斯涌出数值计算模型中工作面平均日推进速度参数应该由该工作面25～35 d的实际推进度计算得到,工作面回采进尺状况对工作面煤壁前方煤层瓦斯渗流运移具有重要影响作用,该工作面在当前开采条件和煤层瓦斯赋存渗流条件下,工作面煤壁瓦斯涌出量取决于25～35 d的工作面回采进尺状况,工作面煤壁瓦斯涌出存在明显的时间累加与延迟效应。     

煤矸石中炭的浮选回收利用研究

对某堆存煤矸石中残存的煤(固定碳品位为28.92%)进行了系统的浮选实验研究(矿物学分析、磨矿细度试验、浮选药剂试验,以及开路、闭路流程试验),重点考察了常用3种调整剂(石灰、硅酸钠及六偏磷酸钠)对该煤矸石中煤浮选精矿品位和回收率的影响,最终获得固定碳可作为动力原煤使用,大大提高了该煤矸石的利用价值,实现了煤矸石的资源化利用。     

配煤入洗选煤厂中煤炭发热量的预测研究

发热量是动力煤主要计价指标;对于单一矿区的煤,可通过测量煤炭灰分、水分预测发热量。但配煤入洗时煤质特性不均一,难以简单地建立模型预测。本文基于配煤入洗中的发热量可加性原则,分别建立单一煤炭的发热量预测模型,然后根据配煤比例加权平均获得最终公式,从而利用灰分、水分等指标预测配煤产品发热量。     

煤炭转化中的煤炭液化技术

随着社会、经济的快速发展,在未来几十年内中国的石油消费量将大大增加,石油供应的缺口将越来越大,中国作为富煤贫油的国家,采用液化技术是实现煤炭高技术转化和实现煤炭工业可持续发展的重要途径。     

火石咀煤矿选煤厂选煤工艺设计

分析了火石咀煤矿选煤厂的煤质及可选性,对选煤厂整体工艺系统进行了分析,确定采用块煤斜轮重介+中块原煤三产品旋流器重介+末煤不入洗的工艺流程,并对各工艺特点进行了详细分析,经过生产实践,表明该流程具有灵活性强,流程简便、生产环节少,分选效果好等特点。     

脱硫脱硝炭原料煤煤质特性研究

针对大同煤矿集团公司5个矿区大同侏罗纪煤炭资源赋存现状,研究用于制备性能优良的脱硫脱硝活性焦产品的优质原料煤特征,确定用于制备活性炭的优质原料煤煤种,选定煤源地后以便于保护性开采。     

超化矿西煤场平煤器的改造

随着矿井的不断升级改造,原平煤器已满足不了生产需要,针对平煤器的特点进行了液压、电控改造,改造后的平煤器自动化程度较高,使用效果较好。     

榆木桥煤田聚煤古构造及含煤性

通过聚煤古构造的研究,分析了影响榆木桥煤盆地含煤段形成时的控制作用,探讨了含煤段与含煤性及煤田构造形态与聚煤古构造的关系,对煤矿开采及煤田外围普查、预测具有指导作用。     

选煤厂输煤系统的煤尘治理

根据选煤厂煤尘的特点,提出了防尘、除尘的具体办法。     

潘一煤矿底分层缩小防水煤柱综采可行性分析

通过对潘一煤矿西二采区缩小防水煤柱块段13-1煤底分层赋存条件及其顶板岩性特征的研究,顶分层覆岩破坏规律的分析与研究,上覆松散含水层及基岩风化带的划分与评价,以及顶分层试采工作面出水及压架原因分析与研究,论证了本底分层块段缩小防水煤柱上综采的可行性。     

司马矿选煤厂浮选尾煤中回收精煤的研究

针对司马矿浮选尾煤灰分低,且销售价格低、销售不畅、占用大量工业场地等问题,对浮选尾煤的特性进行充分分析的基础上,综合现有先进选煤工艺分析比较,给出司马选煤厂尾煤回收的建议。