瓦斯基础参数测试的方法研究

探讨了在对煤层进行瓦斯基础参数测试的过程中,钻孔的不同施工方法是否会对测定的瓦斯含量和瓦斯压力产生影响,结合对山西忻岔煤业有限公司10#煤层掘进头工作面瓦斯含量和瓦斯压力的测定方法进行研究,得出瓦斯含量与取样钻孔的施工方法无关,而瓦斯压力与钻孔的施工方法相关,穿层钻孔测得的瓦斯压力可靠性大。     

不同数量钻孔瓦斯抽采有效区域数值模拟分析

为了研究钻孔数量对煤层瓦斯压力及有效抽采区域的影响,采用三维数值模拟方法,计算并分析了单排不同数量钻孔抽采条件下煤层瓦斯压力及有效抽采区域的空间分布特征。结果表明:煤层瓦斯压力变化具有显著的时空响应特征,抽采初期钻孔数量对抽采半径之外的煤层瓦斯压力影响较小,但随抽采时间的增加,钻孔数量对其影响逐渐显现,抽采影响半径增大,瓦斯压力下降趋势加大;钻孔有效抽采区域空间分布形态及其范围受到钻孔数量与抽采时间的影响;有效抽采区域体积与抽采时间基本呈y=ax~b函数关系,且钻孔有效抽采区域体积与钻孔数量并未呈线性关系;在瓦斯抽采过程中钻孔之间会产生叠加效应,随抽采时间的增加叠加效应更加明显。     

基于真实气体的瓦斯径向不稳定流动模型及其解析解

基于达西定律、质量守恒定律、真实气体状态方程建立 了瓦斯流动数学模型,利用分离变量法,求出径向不稳定流 场瓦斯压力分布规律的解析解;通过该解析解得出了不同时 间、不同抽采距离的瓦斯压力分布演化规律;基于此提出一 种 计 算 抽 采 半 径 的 理 论 方 法,并 利 用 COMSOL Multiphysics进行了数值模拟验证.结果表明:根据瓦斯压 力径向分布规律,抽采钻孔周围分为降压区、转折区及稳定 区,抽采难度依次增加.瓦斯压力随时间空间变化规律主要 由压力准数r２/４ψt决定,压力准数越小,瓦斯压降越大,抽 采效果越好,缩小抽采间距或延长抽采时间都可以减小压力 准数;由于瓦斯压力与抽采距离为平方的关系,因此相对于 抽采时间,瓦斯压力对抽采距离更加敏感;当压力准数大于 ４,则煤体瓦斯压力几乎不受抽采影响.     

特殊工艺技术在瓦斯压力测试钻孔施工中的实践

针对瓦斯压力测试钻孔施工过程中出现塌孔埋钻、钻孔缩径快及无法排出孔内岩粉积水等问题,通过改进钻探施工工艺,采用泥浆钻进、多次高压注浆加固、扫孔、预留沉淀段及使用提水器等施工工艺,顺利完成瓦斯压力测试钻孔的施工和压力测试装置的安装。     

三相泡沫封堵钻孔裂隙特性试验研究

在分析三相泡沫流体密封原理的基础上,设计和完善了三相泡沫流体密封性能试验系统,并且针对三相泡沫流体组分、泡沫压力、裂隙孔道分布和裂隙面粗糙程度对密封的影响进行了深入研究,获得了利用三相泡沫体密封钻孔,主动法测定瓦斯压力的一些基础数据,对开发瓦斯压力主动测试仪具有重要意义。     

基于方山矿瓦斯含量修正系数的研究

基于井下直接法测试煤层瓦斯含量的普遍性,瓦斯含量损失量计算是否合理准确对瓦斯含量计算结果影响的重要性,在实验室不同压力条件下测试方山矿采取全钻粉煤样解吸规律,选取不同的采样时间来计算瓦斯含量损失量,并根据原始瓦斯含量来确定不同采样时间的瓦斯含量修正系数。合理采样时间与瓦斯含量修正系数测试结果可准确计算煤层原始瓦斯含量,对该矿以后的防突工作有重要意义。     

邹庄矿四采区7_2煤层参数测试及瓦斯异常区预测研究

为了实现瓦斯治理分级分类管理,对四采区7_2煤层瓦斯压力和瓦斯含量进行了现场测试,运用瓦斯地质理论,对测试的数据进行判识,并采用安全线法对其地质参数异常区和瓦斯参数异常区进行预测,以保证矿井的安全生产。     

下峪口矿邻近采空区卸压瓦斯抽放技术

介绍了陕西韩城下峪口煤矿23207采面在回采期间的瓦斯涌出情况,阐述了抽放23207采空区瓦斯是对保证其邻近采区23201采面的正常掘进以及正常回采的效果,得出了抽放邻近采空区瓦斯能保证工作面不受瓦斯威胁的结论。     

含水围岩下向深钻孔两级套管堵水测压技术研究

赵庄矿测试下邻近8号煤层瓦斯压力时,需要穿越2个含水层,钻孔涌水难以封堵且垂直深度较大、难以定向施工,影响煤层瓦斯压力测试。为此,试验应用了两级套管高压注浆堵水的技术方法。通过研究下向钻孔深孔定位打钻、深孔套管安装施工和两级套管高压注浆固结堵水及合理技术参数等,突破了含水围岩条件下的下向深钻孔封孔测压问题。经现场试验,成功测得了煤层原始瓦斯压力。研究结果表明,穿越围岩含水层的下向深孔测试瓦斯压力时,两级套管高压注浆堵水测压是一种有效的技术途径。     

外加水分对煤层瓦斯压力测定的影响分析

针对钻孔及煤岩层水对瓦斯压力测定的影响问题,从宏观影响和微观效应两方面分析了水对直接法测定煤层瓦斯压力的影响.宏观影响主要是由水的重力产生的,可以通过测试后计量钻孔中水分进行修正;微观效应通过实验室开展水对煤中瓦斯的置换实验进行分析.实验表明:水能够置换煤微孔隙中的瓦斯,使吸附态的瓦斯变为游离态瓦斯;在未饱和状态下,煤...     

基于MATLAB的抽放钻孔周围瓦斯流动数值模拟

在测试某矿井瓦斯压力、瓦斯流量、瓦斯吸附常数、瓦斯渗透率、瓦斯含量系数等基础参数的基础上,采用MATLAB偏微分方程工具箱对该矿井瓦斯抽放钻孔在不同抽放半径、不同抽放负压下的瓦斯流动进行了二维计算,得出了抽放钻孔在不同时间的影响半径、流量与时间的关系及钻孔半径和抽放负压对煤层瓦斯压力分布及抽放流量的影响规律,并与实际进行了比较结果表明,采用MATLAB偏微分方程工具箱能够准确模拟抽放钻孔有效半径,预测瓦斯流量,是现场工程技术人员一种便捷的方法.     

厚煤层工作面煤壁瓦斯放散规律模拟研究

以一种散碎煤瓦斯涌出规律模拟试验装置为主要研究设备,以厚煤层的瓦斯放散规律为模拟研究对象,以探究厚煤层工作面采掘空间瓦斯来源为主要目的,对厚煤层的瓦斯放散规律、瓦斯压力对厚煤层瓦斯放散特性规律进行了模拟试验研究。结果表明:微结构的参与明显改变了厚煤层的瓦斯放散规律,导致其表现出明显的瓦斯放散速度急剧减小段、似指数关系、缓慢减小段的3阶段特性;厚煤层瓦斯放散规律曲线表现出的规律和厚煤层瓦斯的绝对放散量没有随瓦斯压力的改变产生明显变化,而瓦斯压力产生的影响主要表现在瓦斯放散速度的数值大小方面;瓦斯压力固定时,厚煤层工作面采掘空间在揭露新煤壁瞬间时的瓦斯浓度激增是由煤壁涌出瓦斯主导的;而在揭露新煤壁一段时间后,煤壁涌出瓦斯是采掘空间内的瓦斯浓度增加的主要原因;瓦斯压力不同的条件下,进行厚煤层采掘空间瓦斯来源分析时,不仅需要根据煤壁揭露的时间长短,还需依据工作面的瓦斯压力做出判断。     

超化煤矿二_1煤层瓦斯抽放半径的测定

受煤层地质和周围开采扰动的影响,超化煤矿二1煤层在测试煤层相关参数时瓦斯压力和瓦斯含量起伏很大,因此选用基于瓦斯含量的相对瓦斯压力指标法对观测孔进行极限时间瓦斯抽放。根据观测孔相对瓦斯压力的变化对该煤层预抽瓦斯抽放半径进行测定,根据实测效果为该煤层确定合理的瓦斯抽放影响半径和有效半径,从而指导该矿井安全消突工作。     

直接法测定煤层瓦斯压力

准确测定煤层瓦斯压力是煤矿瓦斯综合治理工作的关键。分析了煤层瓦斯压力直接测定的影响因素,如测点位置、封孔材料和钻孔参数等,对五虎山煤矿煤层的瓦斯压力进行了测定。结果表明,直接法能较快地测定出煤层的瓦斯压力,而且操作简单,施工方便,测定成本较低,值得推广。     

直接法测定煤层瓦斯压力

准确测定煤层瓦斯压力是煤矿瓦斯综合治理工作的关键。分析了煤层瓦斯压力直接测定的影响因素,如测点位置、封孔材料和钻孔参数等,对五虎山煤矿煤层的瓦斯压力进行了测定。结果表明,直接法能较快地测定出煤层的瓦斯压力,而且操作简单,施工方便,测定成本较低,值得推广。     

基于Lattice Boltzmann方法对瓦斯压力分布规律的模拟研究

基于格子玻尔兹曼方法(Lattice Boltzmann Method,LBM)建立了裂隙煤体内瓦斯压力分布的二维动力学模型,并对瓦斯压力在空间上的分布和时间上的演化规律进行了模拟研究。结果表明,瓦斯压力分布与煤壁暴露的时间和所处的空间位置有关:煤壁的暴露时间越长,煤壁处的瓦斯压力梯度越小,流场内瓦斯压力的变化范围越大;在空间上瓦斯压力呈二次曲线分布,这与已有的理论分析和实测的结果相吻合,表明LBM方法可为研究瓦斯在煤层中的运移规律提供新的计算方法。     

影响钻孔煤层瓦斯压力测试的因素分析

简述了钻孔煤层瓦斯压力测试的基本原理;阐述了影响钻孔煤层瓦斯压力测试的主观因素及客观因素。     

沙曲矿北翼回风大巷过突出煤层瓦斯抽排技术研究

沙曲矿北翼回风大巷在施工过程中要经过3+4#煤和5#煤层,这两层煤均具有突出危险性,瓦斯含量高,瓦斯压力大。为保证揭煤施工安全,需要对3+4#煤、5#煤层采取瓦斯抽放措施。阐述了瓦斯抽排钻孔布置及瓦斯抽排设备选型,通过瓦斯抽排效果检验,保证了回风大巷安全揭过突出煤层。     

含瓦斯煤岩体采动致裂特性及其对卸压变形的影响

为了研究瓦斯压力对采动煤岩体卸压变形的影响,在FLAC平台上采用应变软化本构关系和“先加载后卸压”的方式,研究了不同瓦斯压力及围压条件下采动煤岩体的卸压致裂特性及其对卸压变形的影响。模拟结果表明：煤岩损伤破坏应力的峰值及所对应的轴向应变、应力峰后下降幅度随瓦斯压力的增加而减小,其力学特征由脆性逐渐向塑性过渡;瓦斯压力的增加使煤岩承载能力下降,并由于在有效应力空间中应力水平的提高而使拉伸破坏提前发生;随着瓦斯压力的升高,上覆煤岩采动煤岩卸压变形量、致裂破坏区不断增大,致裂特征更加明显,采动卸压范围、应力集中峰值及其距煤柱边界的距离也增大。因此,当煤层瓦斯压力较高时,瓦斯压力对采动煤岩体卸压变形的影响不能忽略。     

瓦斯参数变化对钻孔瓦斯涌出初速度的影响

煤巷掘进工作预测煤与瓦斯突出时常常将钻孔瓦斯涌出初速度作为其中一项主要的参数,它与煤层的瓦斯压力、瓦斯含量的大小有关,钻孔长度和直径以及钻孔的位置,导气管的阻力也会对钻孔瓦斯涌出初速度有相当大的影响。本文在钻孔内变化的压力边界条件下解算钻孔附近瓦斯流动时利用有限差分方法、得到钻孔瓦斯涌出量以及速度随时间的变化规律。分析了瓦斯参数对钻孔瓦斯流量的影响。结果表明:煤层透气性系数及煤层瓦斯压力的大小对钻孔瓦斯涌出初速度和瓦斯涌出的时间有较大的影响。