高压脉冲水射流提高松软煤层透气性的研究

提出了利用高压脉冲水射流钻孔、切缝以提高松软煤层透气性和瓦斯抽采率的新思想.基于岩石动态损伤模型,理论分析和数值模拟了高压脉冲水射流瞬时动载荷、柔性撞击作用下煤体的动态损伤特性及裂隙场的变化规律.结果表明,高压脉冲水射流的冲击效应、剥蚀效应以及震动效应等冲击荷载作用可有效破碎煤体,增大煤体裂隙率和裂隙连通率,提高煤层透气性.研发出了低透气性煤层中的高压脉冲水射流瓦斯抽采系统,在重庆某典型高瓦斯低透气性煤矿进行了成功应用,应用结果表明,高压脉冲水射流有效提高了煤层透气性,平均百米钻孔煤层瓦斯抽放量较原工艺提高了7.8倍.     

煤层高压脉动注水装置增透机理及脉冲特性研究

从理论上分析了脉动水力锤击煤层的激发机理,针对煤层透气性能差、瓦斯抽采效率低等问题,进行了高压脉动水力锤击注水技术研究,生成波函数曲线,建立起波函数。脉冲波以交变应力的形式对煤层中的孔隙和裂隙进行干扰,使煤层孔隙扩展和延伸,以此改变煤层的透气性,对改善瓦斯抽采效果、进一步理论和实验研究煤层注水技术有一定的参考价值。     

高压脉动水锤装置压力冲击与柱塞结构的关系

为了解决低透气性煤层注水难的问题,对水锤装置的峰值压力进行了研究。首先从柱塞冲击产生脉冲压力波的机理入手,利用柱塞冲击过程运动微分方程,得到柱塞活塞直径比影响脉冲压力波峰值压力的机理,随后通过试验研究柱塞活塞直径比对脉冲压力波压力峰值的影响,其有利于改进装置的柱塞结构以提高装置输出峰值压力,进而改善低透气性煤层瓦斯抽采和注水防尘的效果。     

新庄孜煤矿B_8煤层瓦斯基本参数测定及其分布规律的研究

通过对新庄孜煤矿主采煤层中的B8煤层瓦斯基本参数的测定,考察该煤层瓦斯压力、瓦斯含量与标高之间的相互关系,并确定煤层瓦斯压力、瓦斯含量、透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数、钻孔瓦斯抽放半径,为瓦斯抽采设计和瓦斯涌出量预测,以及日常的瓦斯和通风管理等提供依据。     

乐平矿务局北部矿区煤层瓦斯透气性测定研究

1概述乐平矿务局北部矿区的生产矿井有沿沟煤矿、涌山煤矿、仙槎煤业、东方红煤矿,均为煤与瓦斯突出矿井。矿区开采急倾斜煤层群,煤层倾角为50°～75°,地质构造复杂,煤系地层厚约300～500m,含煤11层,为中近距离煤层群,煤层总厚度为20.86m。煤层较稳定,结构较复杂,含夹矸1～3层。其中一、二、三、四、五、六、七、八煤为可采     

煤层高压脉动注水锤低压缸内流场特性试验研究

为了分析煤层高压脉动注水锤装置冲击过程中低压缸内部流场及特性,通过搭建试验测量系统和瞬态数据采集系统,测取不同触发弹簧工作下低压缸内各测点处的压力,研究了水锤装置冲击过程中低压缸内同一高度不同角度处的压力分布情况,以及不同高度和进水口处的压力变化情况.结果表明:同一高度不同角度处压力差异可忽略;且在冲击零点时刻,低压区先扩大到低压缸体的中上部分空间,再逐渐扩大到其他位置.冲击过程中低压缸内和进水口处压力在很短的时间内瞬间降低,达到终值压力并保持不变.     

柱塞活塞直径比对高压脉动水锤装置峰值压力的影响

研究柱塞活塞直径比对脉冲压力波压力峰值的影响,选用4组不同直径的柱塞,采集并分析各组柱塞下装置出口压力的瞬态值和柱塞的运动速度,确定使得装置峰值压力最大的柱塞结构范围,其柱塞活塞直径比在1/3和1/2之间。     

高压脉动水锤装置理论峰值压力

高压脉动水锤装置是一种能够产生压力冲击的设备,它通过弹簧蓄能并瞬间释放这种能量,在流体管路中激发压力冲击。根据运动过程分析对其建立能量方程,通过合理的简化处理,得出冲击峰值压力的理论计算公式,并利用实验数据分析其影响因素,证明活塞密封摩擦阻力的影响较大,从而为煤层脉动注水的压力计算提供了理论支持。     

本煤层脉动水力压裂卸压增透技术应用

针对余吾煤业S1206工作面煤层瓦斯含量大、煤层透气性系数低的特点,开展脉动水力压裂试验强化瓦斯抽采,研究了脉动水力压裂卸压增透机理,设计了脉动水力压裂的钻孔参数、封孔工艺和压裂参数。试验结果表明,与普通瓦斯抽采钻孔相比,压裂孔的瓦斯浓度平均提高4.7倍,纯流量平均提高了6.3倍;导向孔的瓦斯抽采浓度平均提高了3.7倍,抽采纯流量平均提高了3.9倍,实现了煤层的快速卸压增透,提高了瓦斯抽采效果。     

2#煤层及综合瓦斯抽放工艺在屯兰矿的应用

分析了几种提高煤层透气性途径，进行2。煤层瓦斯抽放工艺实验，针对屯兰矿下组煤在掘进时瓦斯涌出异常及瓦斯赋存情况采用综合瓦斯抽放工艺。通过抽放工艺改造，提高了瓦斯抽放率，确保了安全生产。     

新大地煤矿本煤层瓦斯超前卸压抽采试验研究

对新大地煤矿15101综放工作面利用工作面超前支承压力作用提高低透气性煤层瓦斯抽采效果进行了现场实测研究,结果表明:本煤层瓦斯抽采效果受工作面超前支承压力的影响十分明显,根据本煤层瓦斯抽采钻孔所处位置,其抽采效果可以大致分为4个时期:原始抽采期(工作面前方50 m以外)、抽采减弱期(工作面前方50~20 m)、抽采增长期(工作面前方20~7.38 m)及抽采衰减期(工作面前方7.38 m以内)。其中,抽采增长期和抽采衰减期钻孔瓦斯抽采纯量分别为原始抽采期的7.03倍和6.19倍,是本煤层瓦斯卸压抽采的最佳时期,该时期内钻孔抽采量占本煤层瓦斯抽采总量的57.83%。     

煤层高压注水渗透特性试验研究

为了研究不同孔隙水压对煤岩渗透特性的影响规律,利用MTS电液伺服岩石试验系统对深部矿井的煤岩试件进行了不同孔隙水压、尤其是高孔隙水压下的煤岩渗透特性试验。结果表明:渗透率以及体积应变曲线具有较好的一致性,均呈现U字形走势;而在外界条件一定的情况下,孔隙水压对渗透性能以及体积应变的作用效果与该煤岩孔隙水压临界阈值有关,高于临界阈值的孔隙水压对煤岩渗透性能起到数倍于低孔隙水压时的改善作用。此外,孔隙水压对煤岩强度极限亦有重要影响,且孔隙水压愈高,煤岩的破坏强度极限愈低,扩容效果愈明显,渗透率峰值亦愈加后延。研究结果对利用高孔隙水压改善煤岩渗透性能、提高煤层注水防灾效果具一定指导意义。     

三软煤层高地压条件下回风巷布置技术

在高地压三软煤层中,沿采空区边缘,合理留设区段煤柱与布置回风巷,降低因矿压影响对回风巷道的 破坏,减少修护量,提高安全和经济效益。     

煤层瓦斯含量与瓦斯压力反算关系研究

通过对煤层瓦斯压力产生原因及瓦斯储层研究,确定了煤层中瓦斯压力(含残余瓦斯压力)与瓦斯含量(包括参与瓦斯含量)的关系,煤层保持完整或较完整状态时煤层瓦斯压力可以与瓦斯含量采用朗格缪尔方程互相反算,煤层处于破碎离散状态时,则煤层以块状呈现,煤层中存在瓦斯含量但相对瓦斯压力煤层瓦斯压力与瓦斯含量不适用朗格缪尔方程互相反算。     

低浓度瓦斯自激振荡脉动燃烧特性研究

针对煤矿低浓度瓦斯稳定燃烧及高效利用难的问题,将脉动燃烧技术与煤矿低浓度瓦斯燃烧利用相结合,采用数值模拟与实验研究相结合的方法,对低浓度瓦斯脉动燃烧特性进行了系列研究。基于Fluent计算平台,建立低浓度瓦斯脉动燃烧热力学模型,对脉动燃烧器内部流场、温度场、压力场进行模拟分析,同时通过改变脉动参数研究各参数对低浓度瓦斯燃烧特性的影响。发现并揭示了燃烧器内压力和温度的分布规律、尾管长度与脉动频率的关系、热负荷和瓦斯浓度与燃烧室温度之间的关系,并与实验结果进行了对比,发现计算值与实验值吻合较好,说明该模型能够预测低浓度瓦斯脉动燃烧特性。     

晋华宫矿极近距离煤层开采瓦斯防治技术研究

针对大同煤矿集团公司晋华宫矿大井河南301盘区12-1#煤层、12-2#煤层等极近距离且上覆高浓度瓦斯采空区严重影响综采煤层安全生产的难题,运用瓦斯防治技术与理论分析、现场试验和系统优化等方法,分析得出了极近距离上下煤层同时生产时极易发生因采动压力场垂直方向冒落带、裂隙带、弯曲下沉带以及水平方向煤壁影响支撑区、离层区和重新压实区等切割产生大量裂隙连通采空区泄出瓦斯等特点,提出了瓦斯治理思路和"下挤上拉、上下协同"原则、方法以及一系列相应瓦斯防治措施与对策。实践表明,在8114-1和8114-2工作面采取上述措施后,上隅角瓦斯浓度由治理前的3%～5%降到0.4%～0.5%,有效解决了晋华宫矿大井河南301盘区12-1#煤层和12-2#煤层极近距离煤层工作面开采过程中瓦斯浓度超限问题。     

裂纹闭合对高压空气爆破冲击煤体瓦斯抽采效果影响

鉴于高压空气爆破冲击煤体过程中裂纹闭合对瓦斯抽采效果的影响,基于能量和弹性理论,对裂纹闭合的长度进行分析计算,得到了闭合区域位置在距离爆破孔3.8 m。通过在丁集煤矿进行井下现场试验,结果表明:裂纹的闭合对该区域的瓦斯抽采影响表现为闭合区域瓦斯的涌出量增幅变小;在距离爆破孔1.0~4.0 m的区域内,随着距离爆破孔距离的增加观测孔瓦斯的涌出量增幅先增大后减小;在距离爆破孔1.8~2.5 m的区域内,瓦斯涌出量增幅最大;在距离爆破孔4.0 m区域,瓦斯涌出量增幅最小,接近裂纹闭合区域。理论计算和现场试验具有良好的一致性。     

织金以那矿区煤层灰分与硫分特征分析

重点对以那煤矿主要可采煤层灰分、硫分的变化原因和分布特点进行分析,分析结果表明,该区煤层灰分与硫分有一定的相关性,灰分、硫分变化与聚煤环境有明显的关系。     

兴达矿区可采煤层地质特征初探

介绍了兴达矿区可采煤层的地质特征,分析了其钻孔煤芯化验资料及瓦斯解吸数据,指出可采煤层显微煤岩类型以微镜惰煤为主,煤化程度符合深成变质作用的一般规律,煤体结构以原生结构煤为主,可采煤层均为富甲烷煤层.