导气管阻力特性对钻孔瓦斯涌出初速度的影响

建立了瓦斯在煤层运移、向测量室涌出、测量室瓦斯压力变化、瓦斯沿导气管流出的数学模型。利用有限差分法解算了测量室动态压力边界条件下钻孔周围煤层瓦斯流动、得到测量室瓦斯压力变化及钻孔瓦斯流量随时间的变化规律。分析了导管阻力对钻孔瓦斯流量的影响。结果表明：导气管的长度、材质和管径不同时,测定的钻孔瓦斯流量最大值出现的时间、大...     

高瓦斯矿井穿层钻孔瓦斯流量衰减特征分析

为了研究高瓦斯矿井穿层钻孔单孔瓦斯极限抽采量及其流量衰减特征,利用自行研制的煤层钻孔瓦斯流量及浓度检测装置,对底抽巷穿层钻孔单孔瓦斯流量和浓度进行监测,并绘制单孔瓦斯流量和浓度衰减变化规律曲线,基于高负压抽采条件下的单孔瓦斯流量衰减理论、高等渗流力学及弹塑性力学等相关理论综合分析了钻孔瓦斯流量变化衰减规律。结果表明:(1)钻孔瓦斯流量衰减随时间呈现出3个阶段:线性衰减阶段、不稳定波动阶段、稳定平缓衰减阶段;(2)在测定钻孔瓦斯流量衰减系数时,只需进入相对稳定衰减阶段,即监测周期50 d;(3)基于钻孔周围应力与瓦斯抽采流量的相互关系,确定了瓦斯抽采流量与时间呈现负指数关系式。     

未卸压煤层钻孔瓦斯流量衰减系数测定

介绍了钻孔瓦斯流量衰减系数测定方法,通过现场施工钻孔并测量各钻孔不同排放时间瓦斯流量,运用回归分析计算出试验区域钻孔瓦斯流量衰减系数。为煤矿瓦斯抽采与利用提供理论依据,便于煤矿根据煤层的不同抽放难易程度采取不同的抽采措施。     

矿用井下瓦斯抽采钻孔探杆推送与退取装置研制及应用

针对矿用井下瓦斯抽采钻孔参数测定仪器下入与取出过程中存在的劳动强度高、仪器不易固定、钻孔深度无法方便测量等问题,基于齿轮传动、摩擦减速等原理,提出了矿用井下瓦斯抽采钻孔探杆推送与退取装置。此装置通过齿轮带动挡板进行探杆推送,通过调节装置减速部件与探杆表面摩擦力的大小,来控制探杆退取速度。已在淮南潘二矿相关项目中应用,结果表明本装置能够准确地将位移计等仪器送入指定位置,并安全高效地将探杆取出,极大节省了人力、物力、财力。     

低透气性强突出煤层瓦斯抽采导流通道的构建及应用

基于芦岭煤矿低透气性强突出煤层瓦斯治理的需要,提出了地面钻井压裂抽采以削弱突出危险、保护层开采以消除保护范围突出危险和穿层钻孔强化抽采以消除保护边界外突出危险的瓦斯治理顺序,考察研究了对应抽采技术导流通道的特征及应用效果。结果表明,地面钻井压裂抽采,砂层是瓦斯抽采的导流通道,单个钻井长期可获得1 500 m 3 /d的煤层气产量;保护层开采,层间离层裂隙是瓦斯抽采的导流通道,煤层透气性可提高1 930倍;穿层钻孔群排煤抽采,孔群间的连通裂隙是瓦斯抽采的导流通道,单孔平均瓦斯流量可增加4倍,煤层透气性可增加200倍以上。     

便携式瓦斯抽采参数检测装置的应用

便携式煤矿井下瓦斯抽采参数检测装置配合压差计和瓦斯综合参数测定仪可实现井下瓦斯抽采钻孔任一单孔或者孔组的流量、浓度、负压、温度测试,同时还可校对现场常用的瓦斯综合参数测定仪的准确性。该装置具有准确度高、结构简单、成本低廉、使用简便快捷等特点,解决煤矿井下抽采钻孔单孔或者部分孔组未安装导流管,无法实现流量、浓度等参数测试,从而保障抽采参数测试的全面性、准确性和可靠性。     

钻孔初始瓦斯流量规律研究

为获得钻孔初始瓦斯流量解吸规律,理论分析发现,钻孔初始瓦斯流量与钻孔半径、钻进深度、钻进时间、地应力、煤体强度和瓦斯压力有关。运用自行研制的钻孔初始瓦斯流量实验室测定装置,采集5组有代表的煤样,固定其他5个变量,在不同瓦斯压力下进行50次测定试验(其中48组数据有效)。研究表明:单位长度钻孔中涌出的钻孔初始瓦斯流量之和,即钻孔初始瓦斯涌出量与瓦斯压力近似成正比关系,瓦斯压力越高,钻孔初始瓦斯涌出量越大。对同一煤样,在气体压力相同条件下,充入CO_2时打钻测得的钻孔初始瓦斯涌出量远比充入N2时大的多。钻孔初始瓦斯涌出量的变化能较好的体现煤层突出危险性的变化。     

瓦斯抽采小流量单孔计量系统

煤矿瓦斯抽采时,单个钻孔的流量在0.01～0.5 m3/min之间.由于流量小,没有能直接测量的流量传感器.为了解决这一难题,把单个钻孔的流量增加到10个钻孔的流量,这样即可利用现有的流量计,再通过差值原理,实现对单个钻孔的瓦斯流量进行计量.这项技术可为瓦斯抽采量、抽采率和钻孔的优化布置提供重要依据.     

王坡煤矿封孔质量检测装置的应用试验

基于钻孔瓦斯流动理论,研发并制造了钻孔封孔质量检测装置,通过在不同钻孔深度处的瓦斯浓度和负压检测,判断钻孔漏气位置,从而为瓦斯抽采钻孔封孔提供依据。在王坡煤矿井下选择2个顺层钻孔作为考察对象,开展了钻孔封孔质量检测的现场试验,找出了钻孔漏气点。试验结果表明该装置能较为准确地判断瓦斯抽采钻孔封孔质量,可以有效地指导钻孔封孔,提升瓦斯抽采效率。     

平煤一矿瓦斯抽放钻孔有效抽放半径的研究

预抽煤层瓦斯必须通过抽放钻孔来实现,钻孔的抽放半径是影响瓦斯抽放效果的重要因素,科学、合理地测量有效抽放半径是提高瓦斯抽放率的必要条件。运用瓦斯流量法,结合现场考察及实际测定数据分析,最终确定了平煤一矿丁6煤层钻孔瓦斯有效抽放半径,详细叙述了瓦斯流量法测定瓦斯抽放半径的测定步骤,对其他煤矿瓦斯抽放钻孔有效抽放半径的测定具有一定的参考价值。