低透气性煤层瓦斯抽采增流技术

针对我国煤矿绝大部分的煤层属于低透气性煤层情况,论述和分析了低透气性煤层瓦斯抽采的各种增流技术原理及应用,指出煤层卸压是增流技术的主要发展方向。     

我国注气驱替煤层瓦斯技术应用现状与展望

注气驱替煤层瓦斯技术的应用可以显著提高煤层瓦斯采收率,并具有环保性。基于国内外注气驱替煤层瓦斯发展状况及主要机理,从注气位置(地面和地下)、注气模式(自然涌出、负压抽采、只注不抽、边注边抽和间歇注气等)和注入气体种类(纯CO_2、纯N_2和混合气体等)等三个方面对比分析了我国注气驱替煤层瓦斯技术的应用现状。最后,结合注气驱替煤层瓦斯现阶段的发展现状,从低煤阶煤层气注气技术、多储层联合开采注气技术、深部煤层气注气技术、新型气体注气技术和多措施联合注气技术等五个方面对注气驱替煤层瓦斯技术进行了展望。     

井下煤层注空气强化瓦斯抽采效果试验研究

针对豫西松软低透气煤层,瓦斯含量大,抽采效果差的问题,采用煤层注气强化瓦斯抽采治理技术,选择华泰煤矿进行注气强化瓦斯抽采效果现场试验。研究结果表明,随着注气时间的增长,注气孔气体压力由0.41 MPa上升到0.54 MPa,注气孔气体压力与注气时间成正比关系,沿孔长压力递减梯度与注气时间成反比关系;注气前后,煤层瓦斯含量和组分都有大幅度的下降,下降值为2.26～0.94 m3/t,下降幅度为15%～38%;垂直注气孔方向2 m范围内,煤层瓦斯含量和组分随着与孔距离的减少,注气后排放孔瓦斯流量增加近7倍;井下煤层注空气强化瓦斯抽采效果显著。     

应用水力压裂技术提高单一低渗煤层瓦斯抽采效果

针对单一低渗煤层瓦斯抽采困难的问题,提出采用水力压裂技术压裂煤层增大其透气性,提高瓦斯抽采效果。以鹤壁中泰矿业33071抽放巷为试验点,考察了压裂前后百米钻孔瓦斯流量、瓦斯抽采浓度、抽采流量等参数变化情况。试验结果表明:百米钻孔瓦斯流量提高了1.80～2.68倍,单孔抽采浓度和流量比压裂前分别增大了7.5倍和95倍,煤层透气性系数增加了9～18倍,衰减系数减小了210%～280%。     

单一低渗煤层井下增透技术研究现状与展望

为了系统总结我国单一低渗煤层井下增透技术研究现状,并梳理主要发展方向,为煤矿瓦斯治理和科技发展布局提供决策参考,从技术原理、装备组成、施工工艺等方面入手,对增透技术研究现状进行了归纳总结。重点介绍了水力化技术、爆破类技术、钻探类技术的最新进展和其他增透新技术,分析了各类技术存在的主要问题,并对发展趋势进行了展望。认为提高单项技术的有效性,发展复合型增透技术,发展井上下联合压裂区域化增透技术,发展深部复杂地质条件下增透技术,提高技术的协同化、智能化、无人化水平,建立完善的单一低渗煤层增透技术体系是未来主要研究方向。     

低渗透煤层注水驱替促抽治理瓦斯技术

为解决单一低渗透煤层存在瓦斯抽采技术难度大、抽采成本高等问题,以夏店煤矿3116工作面低渗透3^#煤层瓦斯抽采为工程背景,研究提出了高压注水驱替促抽治理瓦斯技术。钻孔采用注-抽钻孔间隔布置,利用高压水对煤层瓦斯的驱替作用和水对瓦斯的置换解吸作用,达到提高相邻抽采孔的瓦斯浓度和瓦斯流量的目的。     

潞安低渗透性软煤层瓦斯驱替技术实践

介绍了国内外气体驱替煤层气的有关技术发展情况,分析了潞安矿业集团常村煤矿通过钻孔向煤层注入空气驱替煤层气的试验过程及效果。试验表明,钻孔瓦斯浓度提高58%,流量提高80%。     

低渗煤层高压注水驱替瓦斯提高抽采效率的试验研究

辛置煤矿采用顺层钻孔抽采本煤层瓦斯,存在效率低下、周期过长的问题。经研究,提出在2-109工作面进行煤层注水试验以提高顺层钻孔抽采瓦斯的效率。注水期间临近抽采孔瓦斯纯流量较注水前提高6～11倍,并通过数值模拟确定合理的煤层注水促抽瓦斯工艺参数,为辛置煤矿本煤层瓦斯治理提供了新方向。     

低渗煤层瓦斯抽采顺层钻孔水力造穴卸压增透效果研究

为了揭示水力造穴参数对钻孔瓦斯抽采效果的影响规律,指导煤层水力造穴增透技术施工参数的合理选择。建立了煤层损伤-应力-渗流耦合模型,分析了不同造穴参数下煤层卸压增透效果,展开了顺层钻孔水力造穴现场工程试验,考察了不同造穴参数下钻孔瓦斯抽采效果,结果表明：采用水力造穴技术形成的孔穴能够有效降低其周围煤体应力,提高煤层渗透率,增加瓦斯钻孔抽采效果;造穴半径越大煤层的卸压程度越大,进而煤层渗透率增幅就越大,但在实际工程中过大的造穴半径会使得孔穴稳定性差,钻孔塌孔堵塞瓦斯涌出通道会使得钻孔瓦斯抽采量有所降低,试验矿井最优造穴半径为0.6 m;造穴间距对它们之间的应力降低区范围有着较大的影响,在一定距离条件下孔穴卸压有着明显的叠加效应,造穴间距越近叠加效应越明显,煤层应力越小,卸压增透效果越好。试验钻孔穴间距由8 m减小到6 m时,单孔平均瓦斯抽采纯量增加389.16%。     

高瓦斯煤层液态CO2驱替瓦斯工艺参数及效果

为了提高煤层采前瓦斯预抽效率,降低矿井瓦斯灾害治理成本,在彬长矿区孟村煤矿开展高瓦斯煤层注液态CO2驱替瓦斯技术工业试验.研究了煤层注液态CO2过程中工艺关键参数和CO2在煤层中的有效影响半径,以期为工艺优化和技术推广提供依据.工业试验结果显示:煤层注液态CO2过程中压力、流量、泵压等关键参数呈现波动特性,反映了煤层注...     

气体驱替在提高瓦斯抽采率中的创新与应用

我国是世界上矿井瓦斯事故发生频率很高的国家,瓦斯采收率低,瓦斯利用率低。另一方面,甲烷又是一种洁净、高热值的能源,并且更加环保。因此,提高煤层瓦斯抽采率,将大大减少煤矿安全生产事故,减少煤矿瓦斯排放对大气臭氧层的污染破坏和温室效应,还可弥补中国清洁能源的不足,是一举三得的事情。本文从气体驱替煤层气的角度出发,进行现场试验研究,对提高瓦斯抽采率进行了探索。     

国内煤矿瓦斯强化抽采增透技术的现状及发展

简要回顾了国内煤矿瓦斯抽采的发展历程,重点阐述了近年来煤矿应用的和目前正在研究的水力压裂、水力割缝、松动爆破、深孔预裂爆破、旋转水射流扩孔、高压磨料射流割缝、复合射孔等瓦斯强化抽采增透技术的原理、现场应用实例及适用性,说明了开发研究瓦斯强化抽采增透新技术是我国煤矿瓦斯抽采技术的发展重点和主要发展方向。     

抽采衰竭期注气增压强采欠压瓦斯技术研究

瓦斯强化抽采技术是局部瓦斯治理的有效措施,为提高抽采衰竭期工作面的瓦斯抽采效果,基于流体力学理论分析了抽采衰竭期瓦斯抽采量下降原因,提出了抽采衰竭期注气增压强采欠压瓦斯技术,分析了技术作用机理、理论模型并开展了相关现场试验。研究结果表明:随着抽采过程中瓦斯压力的逐步降低,煤层瓦斯进入欠压状态,流动的驱动力不足,抽采进入衰竭期;注气增压强采技术具有"促流"、"增透"和"置换"的三重效果;推导了注气强采二元气体对流数学模型,以模型为基础进行了定量化注气强采效果数值计算;澳大利亚Sydney Basin的现场试验表明:注气强采能够迅速提升抽采瓦斯混合量与纯量,注气期间瓦斯含量减少量为5.28 m3/t,降幅73.90%,常规抽采期间瓦斯含量减少量为2.93 m3/t,降幅39.1%。结果表明,与常规抽采相比较,注气强采能更有效提高煤层瓦斯抽采效果,实现欠压煤层的快速强采,减少了煤炭开采过程中的煤与瓦斯突出危险性及瓦斯异常涌出可能性。     

低渗煤层控制水力压裂增透技术研究及应用

针对低渗煤层水力压裂存在裂缝扩展范围小、增透效果差和在增透影响范围内容易留下空白带等问题,将控制水力压裂引入低渗煤层水力压裂实践。分析了低渗煤层控制水力压裂增透机理,提出了低渗煤层控制水力压裂增透技术及封孔方法,并在夏店煤矿进行了工程应用。结果表明:控制水力压裂使水力裂缝沿着控制孔的方向扩展延伸并有效增加煤层渗透性;组合式封孔技术封孔效果好、成本低,实现了一孔多用;控制水力压裂技术应用后,煤层渗透率有效增大,钻孔瓦斯抽采纯流量为原始煤层的4.969倍,3117工作面瓦斯预抽效果达标,回采期间回风巷瓦斯浓度始终低于0.5%,实现了工作面的安全高效开采。     

近距离煤层群瓦斯立体抽采技术研究

针对桐梓煤矿近距离煤层群开采,首先选择瓦斯含量较小、突出危险性低的煤层作为保护层进行开采,利用其开采扰动作用提高下部卸压煤层的透气性。采用顺层钻孔、低位走向穿层钻孔、采空区埋管和底板上向穿层钻孔等措施对煤层群进行立体化综合抽采,试验表明：保护层工作面瓦斯预抽采率在55%以上,消除了煤与瓦斯突出危险性,工作面开采后上隅角瓦斯体积分数控制在1%以下;6号、7号和9号被保护煤层经卸压后透气性系数分别增加了392、320和289倍,瓦斯抽采率超过60%,实现了煤与瓦斯安全高效共采     

贵州省煤矿瓦斯抽采技术装备现状与展望

针对松软低透煤层需应对瓦斯治理问题与如何应用瓦斯抽采装备的科学难题,基于贵州省瓦斯抽采技术装备取得的代表性成果,选取典型矿井介绍了定向和大功率钻机及瓦斯抽采成套附属装备现状,总结概括了其适用条件、使用过程中存在的优缺点,并对瓦斯抽采效果进行了评价。从支管抽采瓦斯浓度、钻孔的孔深、支管抽采瓦斯浓度衰减速度指标侧面反映ZDY-6000LD（F）定向钻机使用效果优于ZDY-4000LR大功率钻机。通过贵州省瓦斯抽采技术装备存在的问题,提出对定向钻机升级改造、随钻测量设备的开发与煤岩智能判别机制分析、定向钻机联合孔代巷技术进行瓦斯抽采研究以及基于钻孔大数据云技术的理论模型等研究方向进行概述,对贵州省煤矿抽采技术与装备发展进行展望。研究为未来矿井工业实现由劳动密集型向智能化、自动化等特点的技术密集型转变提出新的技术路径。     

“三软”煤层水力冲孔配合注气强化瓦斯抽采试验研究

针对大平煤矿"三软"煤层水力冲孔技术措施下,后期钻孔瓦斯抽采效率低的情况,提出了用水力冲孔配合注气强化瓦斯抽采技术。并在大平煤矿21161底抽巷进行了试验,实验结果表明,注气后瓦斯产量明显高于注气前水平,试验效果显著。     

煤矿井下瓦斯抽采技术研究

文章主要介绍石港煤矿煤与瓦斯的共采技术以及山西焦煤集团的多分枝地面垂直井瓦斯抽采技术的原理与演进规律,对于提高我国煤矿井下瓦斯抽采率以及降低煤矿煤层瓦斯含量和井下瓦斯涌出含量,促进煤矿安全生产具有一定的借鉴意义。     

近距离煤层群采动卸压规律及瓦斯抽采技术

近距离高瓦斯煤层群开采时,受采动卸压作用工作面上部煤层瓦斯及底板下部煤层瓦斯均会对工作面造成影响导致瓦斯超限,需同时治理。针对杏花煤矿28#煤层右二工作面近距离高瓦斯煤层群开采时瓦斯涌出量大的问题,通过理论计算及数值模拟分析了顶底板煤岩破坏卸压规律为抽采工程设计提供了依据,结合工程经验采用了高位钻场、低位钻场及高抽巷相结合的立体化抽采措施控制本煤层及邻近层瓦斯,并取得了良好的应用效果。     

煤峪口矿3-5#煤层增透瓦斯抽采技术研究

为了达到增透煤层与强化瓦斯抽采的目的,选用高压液体割裂煤层设备,在煤峪口矿5101回风顺槽掘进工作面进行了高压液体割裂煤层现场工业试验研究,共计完成了6个循环、总计450 m左右的高压液体割裂煤层工业性试验.经过试验后,5101回风顺槽掘进工作面抽放孔的瓦斯总流量和瓦斯浓度显著增大.