煤层取样测定瓦斯含量的实践与探讨

井下取样过程是煤层瓦斯含量的准确测定与否的关键因素,陈四楼煤矿煤层瓦斯含量的测定方法采用直接法,取样方式采用风排渣孔口接渣取样。本文在介绍陈四楼煤矿测定煤层瓦斯含量方法的基础上,分析取样过程中存在的问题并提出解决方法,总结取样相关的影响因素,介绍现有的先进工艺,为陈四楼煤矿采取煤样、测定瓦斯含量提供帮助。     

煤层瓦斯含量直接测定取样技术研究进展

煤层瓦斯含量的精准测定是煤矿瓦斯灾害防治和瓦斯利用的前提,“保真”取样技术的发展是精准测定煤层瓦斯含量的关键。基于前期研究及文献调研,回顾了煤矿井下煤层瓦斯含量测定取样技术的发展历程,分析了当前我国井下煤层瓦斯含量直接测定取样的代表性技术的原理、技术特点,以及工程应用中的适用条件和攻关难点。深孔定点取样技术解决了取样时间、取样粒度、煤样的原位采集等问题,长距离密闭取芯技术满足了长距离一孔多次测定的瓦斯超前精准探测和区域瓦斯抽采效果评价的需求,低温冷冻取样技术能够抑制煤样瓦斯解吸的温度影响。对煤层瓦斯含量直接测定取样技术的发展趋势进行了展望,认为可视化取样、实时控温、保压取样等工艺发展能够减少测量误差,指出了科技攻关随钻孔内原位测定技术的必要性。     

煤层瓦斯含量直接测定法在寺河矿的应用研究

详细介绍了煤层瓦斯含量井下直接测定方法在寺河矿的应用过程;通过与间接含量测定法对比试验,验证了煤层瓦斯含量直接测定法的准确性;形成了一套适于寺河矿煤层特点的快速测定煤层瓦斯含量的方法及工艺,为高产、高效、高瓦斯矿井测定煤层瓦斯含量提供了一种新的技术途径。     

穿层钻孔直接测定煤层瓦斯含量取样工艺研究

煤层取样是直接法测定煤层瓦斯含量的重要环节。目前穿层钻孔直接测定煤层瓦斯含量,采用取心法进行取样,取样过程存在操作时间过长、瓦斯损失量大的缺点,导致测定煤层瓦斯含量值不准确。现场试验表明,孔口直接取煤样,并将煤样进行筛分,选取1~2 mm粒度的煤样测定煤层瓦斯含量更为准确。     

直接法测定煤层瓦斯含量损失瓦斯量推算方法研究

井下直接法测定煤层瓦斯含量的准确性取决于损失瓦斯量的推算。实验室开展了煤样不同吸附平衡压力的瓦斯解吸实验,采用不同时间段的解吸数据推算了损失瓦斯量。结果表明:煤的累计瓦斯解吸量随时间呈单调递增关系,瓦斯解吸曲线符合幂函数关系;随着吸附平衡压力的增大,推算的损失瓦斯量增大;采用不同的解吸时间段拟合数据,推算出的损失瓦斯量差异明显;井下取样测定解吸瓦斯量时,应注意采集初期的(0~1 min)解吸瓦斯量,否则将引起较大的损失瓦斯量推算误差。     

我国煤矿井下煤层瓦斯含量直接测定法的技术进展

目前常用的各种直接法煤层瓦斯含量测定受到取芯工艺、损失量推算模型等因素的影响,存在测定准确性差、成功率低等缺陷。通过一系列技术攻关,煤层瓦斯含量直接测定新技术突破了取芯和损失量推算两大技术瓶颈,研发了不同取样条件下的取样装备,建立了五类损失量推算模型。经试验对比验证,采用煤层瓦斯含量直接快速测定技术,平均误差不到7%,能够满足工程需要。     

直接法测定煤层瓦斯含量在红岩煤矿的应用研究

采用直接法对红岩煤矿煤层瓦斯含量进行测定,通过间接法与其对比发现,直接法测定操作简单,用时短,耗费工程量小,无需封孔测压及实验室的吸附常数测定,并且误差率在10%以内,能准确地预测煤层区域突出危险性。     

煤层瓦斯含量测定深孔快速取样技术研究

针对煤层瓦斯含量深孔取样存在取样时间较长、取样质量较少、取样成功率较低的问题,设计了深孔快速取样装置,并进行模拟计算.模拟计算结果显示,六喷嘴与八喷嘴引射器串联后产生的负压最大,最大负压为-11164 Pa,取样装置取样时间小于4 min,取样质量超过1 kg,满足了瓦斯含量快速取样测定的技术要求.     

瓦斯含量直接测定法在大方煤田的研究

利用DGC型瓦斯含量直接测定装置对煤样进行瓦斯解吸速度和瓦斯解吸量的测定,结合损失量推算模型进行损失瓦斯量的推算和常压解吸量的计算,得出煤层的可解吸瓦斯含量,再通过朗格缪尔方程计算煤层的不可解吸瓦斯量,从而实现煤矿井下煤层瓦斯含量的直接快速测定.经过在大方煤田的现场试验,将直接测定法与间接法测算的煤层瓦斯含量进行比较,反算了煤层瓦斯压力,与实测瓦斯压力进行对比验证.结果表明:直接法和间接法测算的煤层瓦斯含量值、瓦斯压力值相近,该法可为矿井提供了准确可靠的煤层瓦斯基本参数.     

煤层瓦斯含量测定方法评述

煤层瓦斯含量是煤矿瓦斯主要基础参数,对瓦斯含量测定的准确度影响到矿井的设计及安全生产管理,科学实验。对国内外煤层瓦斯含量测定方法的研究和应用情况作了介绍,并侧重对我国煤层瓦斯含量的应用情况加以描述。并重点指出,当前我国用直接法在地勘及井下钻孔中采集煤样测定瓦斯含量时,煤样暴露初始解吸瓦斯损失量计算中的不准确性,并指出在采集煤样时的改进意见。     

考虑地温的深部煤层瓦斯含量预测研究

为准确预测矿井深部煤层瓦斯含量,分析了煤层埋藏深度、基岩厚度和地温对煤层孔隙率和瓦斯含量的影响,得到了影响瓦斯含量的主控因素.研究结果表明:瓦斯含量随基岩深度的增加逐渐增高,每百米增加3.73 m3/t·r,瓦斯含量随温度的升高逐渐降低,温度每升高1℃,煤样吸附瓦斯量就减少0.29m3/t·r.     

井下煤层煤样采取和煤质计划管理初探

介绍了鹤岗矿业集团根据井下夹石层厚度和岩石硬度合理采取井下煤层煤样,提高了煤质计划的准确性,稳定了动力煤的质量。     

钻式采煤机在高瓦斯解放层开采中的应用探索

五凤煤矿通过改进采煤工艺、煤层预抽瓦斯和钻采工作面负压通风等方式,有效地控制了工作面的瓦斯涌出,实现了螺旋钻式采煤机对高瓦斯薄煤层的安全回采,并将这一技术运用到解放层开采中,为薄煤层开采过程中瓦斯治理提供了思路.     

保护层开采条件下煤层残余瓦斯含量预测方法研究

保护层开采是保证突出煤层实现最安全、经济、高效的关键开采技术.介绍了采用保护层开采过程中岩层移动观测情况,分析了地应力作用下岩层移动变化,讨论了岩层移动过程中的裂隙发育规律和钻孔瓦斯流量变化规律,给出了煤层瓦斯放散的衰减方程,建立了计算吨煤瓦斯损失量的数学模型.结合原始煤层瓦斯含量,间接采用煤层瓦斯等效还原的办法,预测计算了煤层残存瓦斯含量.     

Mechanism of piper gas emissions from coal seams

Effect of sudden squeezing of mined-out coal seam on piper gas emissions into a mine working is described. The boundary problem is formulated for gas filtration from squeezing zone into the worked-out space, and the results of numerical calculations are cited. The coal seam permeabilities that give rise to appearance of technogenic pipers are evaluated.Translated from Fiziko-Tekhnicheskie Problemy Razrabotki Poleznykh Iskopaemykh, No. 4, pp. 23–28, July–August, 2004.The study was conducted with financial support from the Russian Foundation for Basic Research Project No. 03-05-64404.     

Technique and experiment of active direct gas pressure measurement in coal roadway

An active measurement method and its principle was introduced considering the low success rate, special difficulty, and long measurement time of the direct gas pressure measurement currently used in coal roadways. The technology of drilling, borehole sealing depth, borehole sealing length, sealing control of the measuring process, compensatory computation of gas loss quantity and other key techniques were discussed. Finally, based on the latest instrument the authors developed, a series of experiments of direct gas pressure measurement in the coal roadways of the Jincheng and Tongchuan mine district, were carried out. The experimental results show that active gas pressure measurement technique has advantages as follows: (1) the application scope of direct gas pressure measurement technique is wide and it does not have the restriction of coal hardness, coal seam fissure and other conditions; (2) the measured results are credible, which can be tested by the same gas pressure value acquired from a different borehole in the same place; (3) the measurement process is convenient and quick, it takes about 2 to 3 days to acquire the gas pressure value in a coal seam. Supported by National Basic Research Program of China (2005cb221504); National Key Technologies R & D Program of China (2006BAK03B01)