预抽瓦斯对工作面瓦斯涌出量的影响分析

沁水县永红煤矿系高瓦斯矿井，建矿以来曾发生过四起瓦斯爆炸和一次煤与瓦斯突出事故。历年的测定资料表明，相对瓦斯涌出量为65～100m3/t，绝对瓦斯涌出量为32m3／min，瓦斯压力为1．1MPa，煤层瓦斯含量为17.15m3/t。1991年前采用仓房式采煤法，回采率仅为25～30％，受瓦斯的影响，采掘工作面常常被迫停采停掘，造成采掘失调，原煤产量一直在年产10万吨左右。1992年采用单一长壁炮采作业，为消除瓦斯的影响，采前对采煤工作面煤体进行10个月的预抽瓦斯，回采时，瓦斯涌出量显著下降，采煤工作面生产不受瓦斯制约，开创了安全生产新局面。1…     

工作面开采前煤层瓦斯预抽分析

针对部分高瓦斯矿井浅埋深区域煤层原始瓦斯含量较低、全部煤层预抽增加生产成本的问题,为避免瓦斯治理的盲目性,降低生产成本,以岳南煤矿215103工作面为例,通过现场实测瓦斯含量,分析预测工作面最大瓦斯涌出量,对比临近工作面生产期间瓦斯涌出情况,论证该工作面煤层采前预抽瓦斯的不必要性,降低了生产成本.     

高瓦斯煤层综采工作面顺层长钻孔预抽瓦斯效果分析

高瓦斯煤层综采工作面回采过程中,瓦斯治理是保证安全生产的一个重要环节,综合采用采前预抽和边采边抽能有效地减少工作面回采期间本煤层瓦斯涌出量,确保高瓦斯煤层工作面的安全顺利回采,实现高产高效。     

新春煤矿突出煤层合理预抽期研究

煤矿瓦斯灾害治理是全世界共同面临的难题,我国把瓦斯抽放,即"先抽后采"作为预防措施,有效地降低了瓦斯事故,但抽放周期过长,影响了矿井的正常生产。通过对新春煤矿M3煤层试验区钻孔瓦斯抽出量研究,得出了钻孔控制区域内瓦斯累计抽出量与预抽时间的拟合关系,计算出M3煤层瓦斯合理预抽期。     

煤层瓦斯合理预抽期研究

根据钻孔抽采效果影响因素分析,以及山西某矿工作面合理抽采半径的测定结果,建立了合理的煤层瓦斯预抽期评价模型。根据该工作面实际条件,得出不同钻孔间距对应的预抽率及预抽时间。考虑采掘交替、抽采成本等因素,确定该工作面合理钻孔间距为2.5~3.0 m,合理预抽期为210 d,为该煤矿同煤层开采钻孔间距及预抽期的确定提供一定的借鉴。     

煤层预抽瓦斯钻孔有效抽采半径及合理抽采时间研究

对常村煤矿煤层预抽有效抽采半径进行了试验研究,应用压降法确定了有效抽采半径及抽采影响半径,为煤层预抽钻孔布置提供了依据。通过在常村煤矿2101工作面现场测试,对合理抽采时间进行了现场考察,分别计算了瓦斯抽采量、风排瓦斯量、瓦斯储量,得到不同钻孔间距下的合理抽采时间,并通过残存瓦斯含量测试验证了其正确性。     

本煤层瓦斯预抽钻孔合理布孔方位研究

为提高本煤层瓦斯抽采量,缩短本煤层瓦斯预抽期,根据新景矿8#煤层产状和主要裂隙发育方向,结合地质资料和煤样渗透率室内实验结果,确定了钻孔抽采的最大流量方位,并在8#煤层工作面顺槽施工试验钻孔.结果表明,沿煤层走向的瓦斯渗透率最大,倾向次之,竖直方向最小.合理的布孔原则应尽可能与煤层走向保持垂直.     

煤层瓦斯预抽合理参数试验研究

以永安煤矿3101工作面为例,通过试验考察的方法,得出永安煤矿合理的煤层瓦斯预抽钻孔间距和合理的瓦斯抽放时间,在瓦斯抽放率达到<煤矿安全规程>和AQ1026-2006<煤矿瓦斯抽采基本指标>相关要求下,保证了矿井安全生产,节约了施工抽放钻孔的工程量,创造了较好的经济效益.     

提高突出煤层预抽瓦斯效果的途径

<正> 一、概述煤与瓦斯突出在我国煤矿中是非常严重的,自1950年至今已发生突出13000多次,约占全世界总突出次数的三分之一。在和煤与瓦斯突出作斗争中,我国试验和应用了一系列防治突出的措施,对控制和防止突出,取得了积极的成效,并积累了丰富的经验。但由于突出矿井和煤层条件所限,在200多个突出矿井中,仅有约三分之一的矿井具有开采解放层的条件。因此,多数矿井势必采取其他的防突     

突出煤层区域性瓦斯抽采数值模拟研究

根据流体力学和岩体力学理论,以神宁集团金能煤业分公司4331工作面为研究对象,建立了突出煤层区域性瓦斯抽采数值模型,并采用COM SOL Multiphysics软件进行数值计算,讨论了该区域煤层瓦斯压力和煤层孔隙率随瓦斯抽采时间的变化规律。结果表明：区域性瓦斯抽采钻孔的群孔效应明显,模拟抽采100d后绝大部分区域瓦斯压力降到突出临界值0.74MPa以下;煤层孔隙率快速上升,先达到峰值,然后回落到恒定值,比初始孔隙率增加了4.8%,其结果对4331工作面区域瓦斯防治及制定区域防突措施有重要的理论意义。     

关于煤与瓦斯突出的数值模拟

根据煤岩体介质变形与瓦斯渗流的基本理论,建立了煤岩破裂过程气固耦合作用的RF-PA2D-GasFlow模型,应用该模型对煤与瓦斯突出进行数值模拟,再现含瓦斯煤岩在瓦斯压力、地应力及煤岩力学性质共同作用下煤岩损伤破裂并诱致突出的全过程,这为进一步深入理解煤与瓦斯突出机理及瓦斯抽放防治突出等提供理论基础和科学依据。     

煤层小构造与瓦斯涌出关系数值模拟研究

为研究淮北矿区煤层小构造不同部位应力分布状态对采掘过程中瓦斯涌出量变化的影响,选取淮北矿区小构造典型发育的刘桥一矿作为研究对象,通过区域构造分析,认为煤层瓦斯赋存受各级褶曲构造影响;选取该区域中具有小型褶曲构造掘进工作面进行数值模拟,并将掘进过程中瓦斯涌出量变化情况同模拟结果进行对比,结果表明:运用数值模拟方法分析小构造对采掘过程中瓦斯涌出量变化的影响具有可行性。     

石门揭露冻结煤层瓦斯突出过程的数值模拟

针对新提出的石门揭煤注液冻结防突方法,根据煤与瓦斯突出与煤层力学性能、煤层冻结温度之间的关系,结合人工冻结工程实践,采用岩石破裂过程分析RFPA2D系统,确定模型尺寸和边界条件,建立了石门揭露冻结煤层过程气固耦合数学模型。设定冻结温度下煤层的单轴抗压强度、弹性模量及瓦斯压力等相关参数,数值模拟了不同冻结温度下龙家山煤矿-400 m水平2#石门揭露6#煤层过程。数值模拟表明:当6#煤层温度降为-10～-20℃时,该石门揭煤工作面突出危险性将大为降低。综合冻结时间、能源消耗和防突效果,选定-10℃作为该石门揭露冻结煤层控制温度,可以提高突出矿井石门揭煤工程的经济效益。     

割缝排放低透气性煤层瓦斯过程的数值试验

运用岩石破裂分析系统(RFPA2D-Flow)模拟了割缝排放低透气性煤层内瓦斯的过程,验证了割缝排放煤层内瓦斯是降低低透气性煤层煤与瓦斯突出危险的有效方式。同时,数值试验对难以准确监测的煤层内瓦斯压力和瓦斯渗流场的变化规律进行了较好的模拟,为进一步理解瓦斯排放、煤与瓦斯突出机理等提供理论基础和科学依据。     

低瓦斯含量特厚煤层瓦斯抽采技术研究

为了解决同忻矿特厚煤层"低瓦斯赋存,高瓦斯涌出"造成的综放工作面初采期间上隅角瓦斯超限的问题,在原有的加强通风系统管理和顶抽巷抽放的瓦斯治理手段基础上,提出采用煤体瓦斯预抽的方法,通过巧妙利用进风巷的调车硐室施工瓦斯抽采扇形钻孔进行瓦斯超前预抽,有效降低了掘进以及回采期间的瓦斯涌出浓度,有力保证了矿井的安全生产.     

深部矿井煤与瓦斯突出特性数值模拟研究

为从细观结构层次上研究深部水平矿井的煤与瓦斯突出特性,利用RFPA2D软件系统对深水平煤岩的地应力、煤体瓦斯压力、围岩温度、煤与瓦斯突出的关系进行了数值模拟研究。结果表明:在深部水平,高地应力、高瓦斯压力和高温度梯度与煤岩体软弱、强度降低的矛盾更加突出,在工程扰动下更容易发生煤与瓦斯突出灾害。     

突出煤层密集钻孔瓦斯预抽的数值试验

密集钻孔预抽瓦斯技术是一种防止煤与瓦斯突出的措施,为了提高预抽效率和合理布置钻孔,应用固气耦合RFPA2D-GAS数值试验系统,研究在不同煤层透气系数、钻孔间距、钻孔直径、煤层瓦斯含量系数和预抽时间等因素条件下,煤层瓦斯压力和抽采半径的变化规律。得出透气系数、钻孔直径越大,钻孔间距和瓦斯含量系数越小,煤层瓦斯压力下降幅度越大,抽采半径越大,达到消除煤层突出危险的瓦斯压力值所需的预抽时间越短;随着钻孔预抽时间的延长,瓦斯压力下降范围将扩大,抽采半径增加。并用工程实例进行了验证。     

高位钻孔抽采对遗煤自燃影响的数值模拟研究

根据段王煤矿150405工作面采空区的实际尺寸,用Gambit构建了简化的煤层倾斜角度为6°的三维物理模型;采空区垮落是非均匀分布的,垮落碎胀系数及孔隙度分布按“O”形圈分布模型建立,并考虑重力因素;根据煤样封闭耗氧实验获得煤的耗氧速率,以此实现煤的非均匀耗氧源项的设置。结合段王煤矿150405工作面的实际情况,应用具体模型进行数值模拟,将模拟结果与实测数据进行对比分析,验证模拟结果的可靠性。通过改变瓦斯抽采流量的模拟,得出瓦斯抽采强度对煤自燃存在影响,随着瓦斯抽采强度的增大,采空区最高瓦斯浓度减小,自燃氧化带宽度在胶带巷侧有缩小趋势,在轨道巷侧有增大趋势。     

基于COMOSOL的顺层钻孔有效抽采半径的数值模拟

为了能够准确地确定顺层瓦斯抽采钻孔的有效抽采半径,以煤层瓦斯赋存及瓦斯流动理论为基础,根据达西定律和质量守恒定律,以钻孔周围煤体瓦斯流动场为研究对象,建立了顺层瓦斯抽采钻孔的瓦斯流动方程,并以沁新煤矿为例,利用COMOSOL软件对抽采钻孔在不同的抽采负压和抽采时间下的瓦斯流动方程进行了数值模拟,确定出了合理的抽采负压、抽采时间及有效抽采半径。