地面钻井抽采上覆远距离煤层卸压瓦斯的试验研究

以地面钻井抽采上覆远距离煤层卸压瓦斯原理为基础,对淮南潘一矿地面钻井抽采上覆远距离煤层卸压瓦斯技术进行了试验研究。试验结果表明,在开采下保护层的同时配合上覆远距离被保护煤层的地面钻井瓦斯抽采,能有效降低上覆远距离被保护煤层的瓦斯含量,提高下保护层对上覆煤层的有效保护高度和保护效果。该技术对同类型矿区中低透气性、高瓦斯上覆远距离突出煤层的瓦斯抽采和突出防治具有一定的借鉴和指导意义。     

远距离保护层开采煤层卸压增透数值模拟

基于岩石破裂损伤理论和有限元计算方法。利用岩石破裂过程分析软件RFPA2D对远距离保护层开采过程进行了模拟,呈现了上覆岩破裂、垮落过程;分析了被保护层应力分布特征和透气性系数变化规律;得出了垮落带的范围为10～18 m,裂隙带的范围为25～35 m;且被保护层应力分布符合正弦函数,出现周期来压现象;透气性系数增加了数十至数百倍。     

地面钻井抽采远距离上覆被保护层煤层卸压瓦斯实践研究

根据潘一煤矿11_(-2)煤保护层工作面回采时利用地面钻井抽采上覆13_(-1)煤被保护层卸压瓦斯的实践,分析了地面钻井抽采卸压瓦斯的相关影响因素,总结了地面钻井布置必须尽可能远离采空区,必须根据地面钻井抽采量衰减规律合理确定抽采时间。     

基于CFD对采空区“三场”的数值模拟

对采空区风流场,氧气浓度场及温度场这"三场"分布规律的数值模拟技术进行研究,介绍采空区"三场"数值模拟的理论基础,阐述并应用Fluent开发采空区CFD模型的方法与步骤,给出了模型中主要参数的确定方法。结合实例对平煤集团古山矿西翼065-2工作面采空区的风流场,氧气浓度场及温度场分布规律进行模拟,综合分析得出最大自燃氧化带的范围。模拟数据与现场基本吻合,证明其是研究采空区"三场"分布规律的可行手段之一。可为实施采空区煤炭自燃防治技术提供依据。     

远距离下保护层开采卸压增透效应及瓦斯抽采方案

针对深部远距离下保护层开采后上覆被保护层卸压及瓦斯治理难的问题,以朱仙庄煤矿Ⅲ1031工作面工程条件为背景,采用相似模拟和数值模拟相结合的方法,研究了远距离下保护层开采过程中覆岩的应力演化规律、变形破坏特征和卸压增透效果。结果表明：保护层开采,产生延伸至被保护层的纵贯式穿层裂隙,基本顶发生平均步距15 m左右的周期破断,煤层压力先减小,采空区中部重新压实后,应力开始逐渐恢复;在围岩内形成应力增高区域,而应力在向采空区中部演化时,则以近似于弧状的应力递减圈形态发育。因煤层采动在采空区两侧形成离层裂隙发育区,为瓦斯流动提供通道,被保护层也因此得到卸压,其卸压率达到0.91,增透率增幅为5%～20%,被保护层出现明显卸压增透效应。为解决保护层开采后瓦斯需卸压抽采的问题,设计了穿层钻孔、顺层钻孔、高位钻孔配合拦截钻孔和采空区埋管的瓦斯抽采方案。     

高瓦斯易自燃煤层高抽巷瓦斯抽采与浮煤自燃耦合研究

运用FLUENT数值模拟方法对采空区三维耦合场进行研究,简要概括FLUENT流体数值模拟软件基本理论,通过对FLUENT进行自行编程,利用开发模型对杉木树煤矿N3062工作面采空区三位耦合场进行模拟分析,得到漏风流场分布规律。通过理论分析,确定散热带与自燃带分界线处氧浓度降低值,进而准确判定高瓦斯易自燃煤层采空区自燃带范围,并通过预先铺设在采空区中的光纤测温系统进一步判定采空区自燃带范围。利用实测采空区自燃带范围验证数值模拟采空区流场分布准确性,进一步对不同高抽负压条件下采空区自燃带宽度进行模拟,并结合现场实测不同高抽负压条件下回风巷瓦斯浓度及瓦斯抽采率的变化,确定最佳高抽负压范围。最后,采空区三维耦合场数值模拟结果也表明自燃三带呈现立体分布,在紧邻支架后部上方位置存在一个自燃发火危险区域。     

远距离下保护层开采与抽采卸压瓦斯防突措施研究

开采保护层与抽放卸压瓦斯是一种非常有效、非常经济的区域性防治煤与瓦斯突出措施,通过对阳泉煤业集团三矿开采远距离下保护层后抽采卸压瓦斯的研究,表明远距离下保护层开采与卸压瓦斯抽放综合应用在防治煤与瓦斯突出方面具有显著的效果。     

基于CFD采空区瓦斯埋管抽采技术数值模拟研究

在高瓦斯厚煤层的开采过程中,瓦斯危害已经影响到煤矿正常生产,其中采空区瓦斯危害是目前煤矿灾害防治的重点之一。以山西晋城寺河矿综采工作面的采空区为研究对象,在分析了寺河煤矿瓦斯抽采现状、工作面瓦斯涌出规律、采空区瓦斯涌出在工作面瓦斯涌出的占有比例、以及采空区埋管抽采瓦斯方法和抽采参数后,构建了该矿采空区瓦斯抽采数值模型,通过分析对比瓦斯运移分布规律模拟结果,得出了寺河煤矿采空区瓦斯埋管抽采技术参数,对提高寺河煤矿采空区瓦斯抽采效率有一定的指导意义。     

卸压开采地面钻井抽采的数值模拟研究

卸压开采地面钻井抽采是煤与瓦斯共采的关键技术之一,是提高瓦斯采出率确保高瓦斯突出煤层安全高效开采的重要措施。在现有研究的基础上,综合岩体渗透率与应力的指数关系、岩体渗透率与塑性裂隙发育情况的关系以及采空区内破碎岩体压实过程中渗透率的变化情况,运用FLAC3D内嵌的FISH语言对渗流模式进行二次开发。结合淮南某矿卸压开采地面钻采的实际地质条件,运用所建模型模拟了卸压抽采过程中围岩渗透率的变化情况,掌握了被保护层、采空区以及钻孔周围渗透率的分布情况。在此基础上进行了钻采瓦斯的渗流计算,在验证地面瓦斯抽采效果的同时掌握了卸压抽采瓦斯的渗流路径：认为被保护层瓦斯除了直接涌入抽采钻井,大部分瓦斯首先渗流至邻近岩体,再通过层间岩体涌入瓦斯抽采钻孔。通过淮南某矿卸压抽采过程中的抽采实测数据以及邻近工作面裂隙带实测数据验证了数值模型的正确性。     

乌兰煤矿地面钻井抽采上覆远距离煤层卸压瓦斯的技术实践

介绍了乌兰煤矿利用地面钻井抽采上覆远距离煤层卸压瓦斯的技术,实践表明,在开采下保护层的同时配合地面钻井抽采上覆远距离被保护煤层的卸压瓦斯,能有效降低上覆远距离被保护煤层的瓦斯含量及瓦斯压力,取得较好的保护效果。总结了影响地面钻井抽采效果的因素及优缺点,为选用地面钻井抽采方法提供一定的借鉴和指导。     

开采远距离下保护层卸压瓦斯抽采技术

论述了开采远距离下保护层条件下瓦斯治理总体方案、卸压瓦斯抽采设计,分析了瓦斯抽采效果,对其他类似地质条件的矿区具有一定的指导意义。     

南庄矿井12号煤层卸压瓦斯分源抽采技术的研究和运用

在矿井瓦斯赋存的基础上,结合上邻近煤岩层采动裂隙场演化及分布规律的相关理论,探索上邻近煤岩层采动卸压瓦斯分布富集规律,研究12号煤层卸压瓦斯分源抽采技术并进行运用,有效进行瓦斯防治,实现安全生产。     

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。     

低透气性薄煤层瓦斯抽放方法

近年来,随着煤矿井下开采深度的增加,煤矿生产的日趋集中,矿井、特别是采区的瓦斯涌出量增长很快,单纯用通风方法解决瓦斯问题已不再合理,瓦斯抽放作为治理瓦斯的有效手段则发挥着越来越重要的作用。介绍了低透气性薄煤层瓦斯抽放方法及使用效果。     

含水煤层瓦斯抽采的气-液-固耦合数值模拟

为解决含水煤层条件下瓦斯不易解析、煤层渗透率低而造成的瓦斯抽采困难的难题,基于煤层的孔隙-裂隙双重介质模型结构,分别建立了煤层的孔隙渗透率和裂隙渗透率动态变化模型,得到了含水煤层瓦斯抽采的气-液-固多相耦合方程组,并通过数值模拟研究了在水平应力、煤质硬度和煤层含水等因素影响下的瓦斯抽采效果。研究结果表明:水平地应力越大时,煤体中裂隙的张开度较小,瓦斯抽采量就降低;煤层残余水分越多,渗透性越差,瓦斯抽采量越小。该模型可用于分析瓦斯抽采过程中的影响因素分析,也可用于煤层瓦斯抽采量的预测与预计。     

控制煤层水分对瓦斯抽采效果的影响分析

瓦斯事故是由于瓦斯异常涌出导致,分析瓦斯涌出的影响因素,采取相应措施,很有现实意义.     

薄煤层上解放层开采被解放层瓦斯抽放技术浅析

在谢一矿5111C15上解放层综采工作面回采期间,通过对被解放层C13煤层采取的各种瓦斯抽放治理措施,对5111C15综采面的安全回采起到了相当重要的作用,同时也为深水平上解放层回采期间的瓦斯综合治理提供了宝贵的经验。     

煤层瓦斯抽放参数计算

以达西定律为基础,建立了煤层瓦斯流动方程,并利用电子计算机进行数值求解。通过对阳泉七尺煤层现场实测数据的整理分析和模拟计算,探讨了阳泉七尺煤层的瓦斯抽放参数计算问题。由此得出,延长抽放时间对于提高瓦斯抽放率亦具有不可忽视的作用;当抽放时间受到限制时,要想提高瓦斯抽放率,与其增大钻孔直径,不如减小钻孔间距更为合理。     

瓦斯流量法在测定煤层瓦斯抽放影响半径中的应用

石港煤矿15号煤层为煤与瓦斯突出煤层,为了指导石港煤矿消突工作面顺层抽放钻孔的合理布置,采用瓦斯流量法测量了石港煤矿15号煤层顺层钻孔抽放影响半径.结果表明:测试本煤层顺层钻孔的抽放影响半径时,瓦斯流量法是一种便捷、准确的方法.     

基于顺层定向长钻孔的煤层瓦斯抽采试验研究

针对某煤矿3#煤层主运大巷掘进工作面瓦斯严重超限的情况,采用顺层定向长钻孔预抽煤层瓦斯防突措施对其进行瓦斯治理,分析了施工前后瓦斯抽采量、瓦斯含量参数的变化,并统计对比了钻孔抽采工程量。