新型煤层瓦斯压力测定封孔技术

煤层原始瓦斯压力的准确测定关系着矿井的安全生产,而测压钻孔的封孔技术是影响煤层原始瓦斯压力测定的重要因素。通过分析现有煤层瓦斯压力测定封孔技术的主要优缺点和适用条件,设计出一种新型煤层瓦斯压力测定封孔装置,包括封孔装置结构,封孔材料和封孔原理,确定了封孔装置的带压封孔工艺。现场工业性试验表明,与水泥砂浆封孔对比,设计的封孔装置封孔测压密封性好,测压成功率高,应用范围广。     

封孔等待时间对瓦斯压力快速测定的影响

煤层瓦斯压力的测定除了与煤层的原始瓦斯压力、煤层的透气性大小和围岩等自然因素有关外,还与封孔效率、封孔工艺及封孔质量等人为因素有关。文章研究了钻孔形成后到钻孔密封生效这段时间的长短对瓦斯压力快速测定的影响,用有限差分法和FORTRAN对测压钻孔瓦斯流动方程进行数值计算,得出封孔等待时间的长短对快速测压的影响。     

上行超长孔瓦斯压力测定方法的研究与应用

瓦斯压力反应煤层中瓦斯的赋存状态。根据瓦斯含量计算公式,压力的大小直接影响到煤层的瓦斯含量。瓦斯压力值是判断煤层突出危险性的重要指标,也是采取抽放措施的重要参考依据,因此,准确获取煤层的瓦斯压力尤为重要。而在目前普遍采用的瓦斯压力测定方法中,由于泄压半径以及封孔长度等因素的影响,使得所测得的压力值存在较大误差,不能准确反应煤层中的瓦斯赋存状况。上行超长孔瓦斯压力测定方法的研究,解决了由于法距过短而使得测点处于泄压范围内的问题;同时,采用高压水泥浆堵裂隙和水泥浆封孔能够更好地保证封孔的质量,使得所测瓦斯压力更接近原始值。     

基于带压封孔技术的主动式煤层瓦斯压力测定技术

煤层原始瓦斯压力的准确测定关系着矿井的安全生产,而测压钻孔的封孔技术是影响煤层原始瓦斯压力测定的重要因素,通过分析现有煤层瓦斯压力测定封孔技术的主要优缺点和适用条件,设计出一种新型煤层瓦斯压力测定封孔装置,确定了带压封孔工艺;同时根据主动测压原理,设计了以压缩空气为补偿气体的主动测压装置,确定了补气压力。     

带压注浆封孔工艺在测定煤层瓦斯压力中的应用

基于目前各种不同封孔测压方法的工艺和效果及其现场的实际测压过程,分析对比了不同封孔方法的优缺点以及适应条件,并在传统水泥砂浆封孔工艺的基础上提出了带压注浆封孔法测定瓦斯压力,通过理论分析与现场对比实验得出:带压注浆封孔工艺相对于传统的水泥砂浆封孔工艺能够更好地有效封堵裂隙,缩短了瓦斯压力达到稳定状态的时间,瓦斯压力更加接近煤层原始瓦斯压力,对于复杂地质条件下的瓦斯压力测定效果更加明显。     

钻孔瓦斯释放时间对煤层瓦斯压力测定的影响分析

钻孔被动式注浆法是目前国内测定煤层原始瓦斯压力的主要方法之一。从钻孔见煤到封孔以及安装压力表这段时间内,理论上煤层释放瓦斯对测定煤层瓦斯原始压力有一定的影响。通过实际分析及理论研究对这部分瓦斯所产生的压力进行计算,对所测定的煤层瓦斯压力进行了修正。     

井下直接法测定煤层瓦斯压力研究现状及分析

由于目前煤矿多采用直接法测定煤层瓦斯压力,因此有必要对其研究现状进行总结和分析,为更深入地研究提供指导。从测压封孔技术研究和煤层瓦斯压力准确快速测定影响规律研究探讨了直接法测定煤层瓦斯研究现状,并指出了研究中还存在的问题。结合煤层瓦斯流动理论研究成果,认为描述测压过程中瓦斯流动的数学模型没有紧随煤层瓦斯流动理论的发展趋势。     

基于钻孔瓦斯损失量的瓦斯压力测定方法研究

为了缩短瓦斯压力测定时间,通过分析穿层测压钻孔瓦斯流动规律,建立测压钻孔瓦斯流动方程.利用有限差分法和FORTRAN对测压钻孔瓦斯流动方程进行数值计算.计算得出在不同封孔时间、钻孔穿煤长度和钻孔直径下测压钻孔瓦斯损失量,并对比分析了各个因素对其影响.分析结果表明测压钻孔瓦斯损失量随着封孔时间、穿煤长度和钻孔直径的增大而增大,并提出通过减少封孔时间、减小钻孔穿煤长度和采用小直径钻孔的方法,降低瓦斯损失量,缩短瓦斯压力测定时间.     

套管带压固结封孔技术在瓦斯压力测定中的应用

针对在顶底板承压水大、裂隙发育的煤层中各种测压封孔技术所存在的问题,提出了利用套管带压固结封孔技术进行注浆封堵顶底板裂隙,阻止承压水和裂隙水进入测压室,同时减小测压室体积,缩短瓦斯压力平衡时间,实现快速准确测定煤层瓦斯压力.应用该技术对鑫珠春煤矿一5煤层进行了瓦斯压力测试试验并取得成功.     

煤层瓦斯压力的测定及其分析

煤层的瓦斯压力是矿井瓦斯基本参数之一,准确测定煤层瓦斯压力具有重要意义。测压过程主要包括：选择测定地点和测定方法、开掘钻孔、封孔以及压力的观测确实。压力分析是指采用适当的封孔材料经过特定的工艺以及计算,最终来防止瓦斯涌出。     

顺层钻孔有效瓦斯抽采半径数值解算方法研究

为了寻求皖北某矿合理的顺层钻孔抽采参数,使用COMSOL Multiphysics软件分别建立单个钻孔和多个钻孔抽采瓦斯的径向流动模型,通过数值模拟计算出钻孔周围瓦斯流动规律。建立的流动模型将游离瓦斯及吸附瓦斯分开考虑,在煤层中,参与渗流的为游离瓦斯,吸附瓦斯对裂隙系统而言为正的质量源,对现有二维瓦斯渗流模型进行了一定程度的修正。根据钻孔周围瓦斯压力分布规律分析单个钻孔不同抽采时间时的有效抽采半径,并分析多钻孔条件下相邻钻孔的相互影响规律。     

开放性断层对煤层瓦斯赋存的影响

根据现场实测到的瓦斯涌出量值、瓦斯含量值以及瓦斯压力值,归纳、分析出瓦斯的赋存规律。将赋存规律和断层构造对瓦斯赋存基础地质的影响相结合,得出童亭煤矿8煤层在赵口断层控制下的瓦斯赋存规律。赵口断层属于开放性的地质构造,开放性断层的存在造成地应力的释放,增大了岩、煤层的孔隙-裂隙,使得瓦斯赋存条件较差;赵口断层的落差很大,其对煤层的影响范围也较大;在深部,同一区域内,随着离赵口断层的距离减小,瓦斯也越小;不同的区域,离赵口断层越近,则受到赵口断层的控制作用也越大。     

下行孔瓦斯测压注浆封孔工艺的改进

煤层瓦斯压力是指瓦斯气体在煤层中所呈现的压力,是预测煤与瓦斯突出的一项重要指标.准确测出煤层瓦斯压力,进而预测瓦斯含量是有效治理瓦斯涌出异常及煤与瓦斯突出的基础.分析了常规注浆工艺及封孔器封孔在下行孔瓦斯测压中存在的缺陷,提出了改进措施,并在山西东辉集团赵家山煤业有限公司瓦斯测压中投入试用,取得了良好的效果.     

潘三矿下保护层开采条件下地面钻孔瓦斯抽采技术及效果

基于潘三矿13-1煤层的赋存条件,介绍了潘三矿地面钻孔抽采被保护层卸压瓦斯试验过程,研究了地面钻孔瓦斯抽采量、瓦斯抽采率及抽采后的残余瓦斯压力和瓦斯含量等4个方面。结果表明:保护层开采使得6个钻井累计瓦斯抽采量达到8105335m3,平均瓦斯抽采率达到54.1%,瓦斯抽采后煤层中残余瓦斯压力为0.21MPa,残余瓦斯含量为2.07m3/t,均低于《防治煤与瓦斯突出规定》中规定的临界数值,防突效果显著。     

煤层气井毛细管测压技术研究

介绍了毛细管测压的基本原理、技术现状以及煤层气井毛细管测压的关键问题,分析了煤层气井测试中可能遇到的问题及解决办法,探讨提高煤层气井毛细管测试技术的发展方向。针对煤层气井设计了环空移动型和同心固定型2种传压筒及测压系统,并给出了测压方案,从根本上解决了煤层气井流压变化测试难题,该测压系统在2.0 m高水柱压力下综合精度可达0.06%,较其他技术测压精度有显著提高。     

煤层注氮驱替甲烷促排瓦斯的试验研究

〖HT5H〗摘〓要：〖HT5K〗实验室研究了山西阳泉无烟煤在30 ℃恒温下注入N2对吸附平衡煤样中CH4的竞争吸附解吸特性,结果表明混合压力高于225 MPa后,CH4吸附量开始下降。在阳泉煤业集团石港矿业公司井下进行了煤层注氮驱替甲烷促排瓦斯的试验研究,结果表明,注氮16 h后距离2 m以内的钻孔自然排放纯瓦斯流量提高了2倍以上,煤体解吸气体中CH4浓度由9729%减小到7966%,氮气浓度由080%增加到1319%,煤层瓦斯含量由977 cm3/g减少到868 cm3/g,起到了预排瓦斯的效果。     

吸附势理论在煤层甲烷吸附中的应用

本文根据不同温度下实测的等温吸附数据，以吸附势理论为指导，首先建立吸附特性曲线及其数学表达式，在已知一组等温吸附数据时计算任一温度下的吸附等温数据，为储层条件下的含气量预测提供了方法。柳林、阜新和沁水盆地东南部煤的等温吸附实验数据说明吸附势理论完全可以运用到描述煤这种特殊的非极性碳质材料对甲烷的吸附。     

吸附与应力耦合作用影响下煤体瓦斯渗透规律的实验研究

利用自行研制的真三轴煤岩渗透测试系统对煤样试件进行了不同应力条件下不同吸附瓦斯压力的渗透率测定,研究了吸附与应力耦合作用影响下煤体瓦斯渗透规律。结果表明:在一定应力条件下,随着煤样内瓦斯吸附量的降低,渗透率可能会出现2种情况:一是渗透率将不断地增加;二是渗透率先减小,当减小到最小值后,渗透率将不断增加。在瓦斯压力一定的条件下,降低煤样所受围压,渗透率与围压间较好地符合负指数函数的关系。     

页岩黏土孔隙气-液-固三相作用下甲烷吸附模型

实际储层条件下含水页岩的甲烷吸附量低于实验室测定的干燥页岩吸附量,致使页岩气资源量被高估。在考虑页岩黏土孔隙含水的基础上,基于气-固界面Langmuir吸附理论、气-液界面Gibbs吸附理论及土壤吸附学,针对狭缝孔及圆管孔两类黏土孔隙,建立了气-液-固三相作用下甲烷吸附理论模型。该模型可以计算孔隙含水饱和度0~100%的吸附曲线,验证表明:计算结果与分子模拟结果吻合。并进一步揭示了甲烷在黏土水膜表面的气-液界面吸附特征:在低压下,吸附量与压力呈线性变化;在高压下,吸附量趋于饱和。     

不同瓦斯压力条件下含瓦斯煤的渗透特性试验研究

为探讨瓦斯压力对含瓦斯煤渗透特性的影响,通过含瓦斯煤的三轴剪切试验,获得试件在进行三轴渗流试验时始终处于稳定应力状态的轴向应力和围压的合理取值,在此基础上,以贵州松河煤矿8号煤为剖析对象,利用自主研制的出口压力可调的三轴渗透仪进行了有效应力和温度恒定、不同瓦斯压力条件下的三轴渗流试验。结果表明:当瓦斯压力恒定时,含瓦斯煤试件的抗剪强度随着围压的增加而增加;当有效应力、温度和试件两端压差恒定时,渗透率以指数关系随着间隙气压的增加而下降;当有效应力、温度和间隙气压恒定时,渗透率随着两端压差的增大而减少。试验结果为地面煤层气开发和井下瓦斯抽采提供了有力的技术支撑。