合理钻孔间距和瓦斯抽放时间的理论分析与数值模拟

为确定合理有效的瓦斯钻孔间距和抽放时间,根据煤层瓦斯赋存与流动理论,论证了瓦斯径向流动方程与均质导热体中径向不稳定导热方程的相似性,探讨了借助ANSYS软件中的温度场分析功能来模拟瓦斯流动场的可行性。通过对比不同顺层平行钻孔间距和抽放时间的抽放效果确定了合理的瓦斯抽放参数。实践验证表明,合理的选取钻孔间距和充分的抽放时间能有效地防止瓦斯抽放钻孔的重复交叉,降低钻孔施工成本,缩短抽放所需时间,达到工作面安全性和经济性的双重目的。     

高瓦斯工作面顺层抽放钻孔模拟设计与应用

利用顺层钻孔抽放技术对邹庄矿3204高瓦斯工作面进行瓦斯预抽,通过ANSYS软件模拟不同钻孔间距下煤层瓦斯压力的分布情况,结果表明:钻孔间距为3m时,瓦斯抽放效果最为理想。通过瓦斯预抽,3204工作面顺层钻孔抽采瓦斯平均浓度为63.5%;回采巷道实测平均煤层瓦斯含量为4.63m3/t,煤层残余瓦斯压力平均为0.2MPa,瓦斯治理取得良好效果。     

煤层钻孔瓦斯抽放参数模拟与应用

为了优化煤层钻孔瓦斯抽放参数,结合质量守恒定律和煤层瓦斯运移理论,以煤层抽放钻孔附近的瓦斯流场为研究对象,建立了瓦斯运移的数学模型。并以薛湖煤矿2307机巷掘进工作面为例,采用MATLAB对煤层钻孔瓦斯流场进行了数值模拟,并与矿井的实际瓦斯抽放情况作了对比分析,得出了适应该矿区煤层的瓦斯抽放参数。     

顺层钻孔瓦斯抽放影响半径测试分析

为了对平煤股份一矿丁6煤层顺层钻孔的瓦斯抽放影响半径进行测试,在丁6-32010胶带运输巷测试钻孔瓦斯浓度,并对测试结果进行了分析。结果表明,采用89 mm的抽放钻孔,当抽放时间为10~15 d时,抽放影响半径为2 m;当抽放时间为20~25 d时,抽放影响半径可达2.6 m。     

顺层钻孔瓦斯抽采半径数值模拟研究与应用

基于达西定律建立了煤层气固耦合数学模型,根据煤层瓦斯基本参数,模拟计算出泰来煤矿9号煤层在满足一定抽采率条件下抽采时间与有效抽采半径的关系。根据泰来煤矿9号煤层抽采时间与有效抽采半径的关系,将3 m抽采半径应用到了该矿69203工作面第1循环。通过效果检验,该段煤层残余瓦斯含量、残余瓦斯压力均已降至临界值以下,并且保证了有效抽采率,取得了良好的应用效果。     

顺层钻孔瓦斯抽采流固耦合模型及数值模拟应用研究

基于构建的顺层钻孔瓦斯抽采流固耦合模型,利用COMSOL模拟软件,结合某矿3901工作面的实际情况,开展本煤层顺层钻孔不同瓦斯抽采时间、钻孔间距的数值模拟研究。结果表明,有效抽采半径随着抽采时间的增加先快速增加后逐渐变缓,有效抽采半径与抽采时间呈对数函数关系,当抽采时间超过180 d时,抽采时间对有效抽采半径的影响较小,考虑采掘接续确定该工作面合理的抽采时间为180 d;抽采钻孔间距对煤层瓦斯压力的下降和抽采效果影响显著,布孔间距越小钻孔之间瓦斯压力下降幅度越明显,为了有效避免了“空白带”和抽采的无效叠加,结合3901工作面的实际情况,确定瓦斯抽采180 d后最合理的钻孔间距为6 m。     

基于ANSYS的瓦斯抽放时间及钻孔间距的分析

对五虎山煤矿1201综采工作面回风巷煤壁前方应力分布进行了分析,采用ANSYS有限元软件对工作面回风巷瓦斯抽放进行数值模拟,叙述了计算模型的建立过程,并绘制出网格划分图及瓦斯压力分布图。通过模拟结果确定了钻孔的瓦斯抽放半径和抽放时间,可在提高瓦斯抽放率的同时确保工作面的安全生产。     

顺层平行钻孔预抽回采区域煤层瓦斯数值模拟

为了得到采取顺层长钻孔措施和顺层交错钻孔措施的瓦斯抽放效果,建立了顺层平行钻孔预抽煤层瓦斯数学模型,并采用有限体积法模拟计算出不同时刻钻孔周围煤体瓦斯压力分布与钻孔累计抽放瓦斯量。模拟结果表明,合理的顺层单向钻孔和顺层交错钻孔布置,对于预抽回采区域煤层瓦斯均取得良好效果;顺层钻孔抽放瓦斯效果与煤层渗透率、煤层原始瓦斯压力及煤层钻孔布置密切相关。     

顺层抽放钻孔封孔工艺

为了解决顺层瓦斯抽放钻孔封孔后存在的漏气、抽放浓度低等问题,对比原有封孔工艺,结合矿井煤层构造和赋存情况,提出了新的封孔工艺,并在现场施工抽放钻孔时对新旧封孔工艺进行了对比。结果表明,新的封孔工艺能有效封堵煤层裂隙,提高封孔质量和瓦斯抽放浓度。     

土城矿顺层抽采钻孔合理封孔深度研究

瓦斯抽采钻孔封孔深度对煤层瓦斯抽采效果起着至关重要的作用。针对目前矿井普遍利用经验法确定顺层瓦斯抽采钻孔封孔深度存在的不足,采用数值模拟、钻屑法及封孔质量仪对巷道围岩应力增高带长度进行研究,进而综合确定顺层钻孔的合理封孔深度,并在土城矿21126工作面试验区域进行现场应用。研究结果表明：利用该方法确定土城矿21126工作面合理封孔深度应为20 m,新实施钻孔组抽采3个月其平均瓦斯抽采浓度为矿井原抽采钻孔组的2.21倍,显著提高了顺层钻孔的抽采效率。     

五阳煤矿低透气性松软煤层瓦斯抽采参数优化数值模拟

煤层透气性低,煤质松软,抽采难度大,抽采率低是目前五阳煤矿瓦斯抽采存在的主要问题,根据煤与瓦斯的耦合作用机理及煤层瓦斯的运移规律,深入分析五阳煤矿现有瓦斯抽采系统,利用RFPA2D-Flow建立本煤层瓦斯预抽钻孔数值模型,对比分析回采巷道先抽后采过程中平行钻孔预抽时间、钻孔间距和抽采负压对瓦斯抽采效果的影响,最终确定其合理的抽采参数,提高瓦斯抽采率。     

天池矿401工作面瓦斯钻孔抽放参数研究

煤层瓦斯抽放是解决煤矿瓦斯问题最根本、最有效的措施。为了寻求合理的钻孔抽放参数,应用Fluent流体力学数值模拟软件,分析不同抽放负压、钻孔直径、抽放时间、封孔深度条件下的钻孔抽放半径和抽放量,得到各因素对煤层瓦斯抽放效果的影响规律。结合天池矿401工作面现场实测数据,得出适合该矿15#煤层瓦斯钻孔抽放参数。     

高瓦斯矿井瓦斯运移规律及瓦斯抽放技术优化研究

对阿刀亥矿煤层瓦斯运移规律及如何设计最优瓦斯抽放方法进行了研究,通过对采煤期间瓦斯数据收集,运用流动方程及流体模拟软件fluent对煤层瓦斯运移规律进行了深度分析,将得出的结论作为指导优化瓦斯抽放技术的数据支撑,提出了适用于本矿的瓦斯抽放技术,并取得了很好的实际应用效果。     

顺层长钻孔预抽瓦斯区域防突措施研究

顺层瓦斯抽采是高瓦斯矿井抽采的重要方法之一。文中基于某矿西井田地质条件,进行了顺层定向钻孔及顺层普通长钻孔两种抽采方法的理论分析,同时,为了验证抽采过程中煤层透气性和效果准确性,对两种抽采效果进行量化对比,结果表明顺层定向钻孔抽采工艺能够满足要求,可以作为西井区预抽钻孔防突效果预测,从而指导矿井抽、掘、采衔接规划。     

钻孔煤体破坏渗流模型及在煤层卸压抽采中的应用研究

为对比分析顺层钻孔在护孔和未护孔条件下的抽采效果,考虑煤体扩容特性,采用煤体孔隙率和渗透率动态数学模型,结合D-P屈服准则,建立了钻孔煤体破坏—渗流的流固耦合模型。以超化煤矿2煤层相关物理参数为基础,开展了钻孔卸压破坏范围及抽采瓦斯数值模拟,结果表明：钻孔发生卸压破坏后,虽然未护孔钻孔卸压范围是护孔钻孔的1.3倍,其周围煤体渗透率和孔隙率均大于护孔钻孔,但钻孔更易塌孔堵孔,当抽采90 d时,护孔钻孔有效抽采半径为未护孔钻孔的1.3倍。现场瓦斯抽采测定数据表明,护孔钻孔平均抽采瓦斯浓度为未护孔的1.6倍,平均抽采瓦斯纯流量为未护孔的1.4倍,并有效缩短了钻孔抽采时间。     

煤矿井下瓦斯抽采钻孔冲洗液研究

瓦斯抽采是煤矿安全开采、预防瓦斯事态的重要技术措施。相对常规地质钻孔,煤矿井下钻孔有其特殊性,对冲洗液的要求也更高。井下钻孔冲洗液产品应具有以下特性:良好的速溶性和分散性,优异的增黏性、润滑性及抑制性。在此基础上研选出井下钻孔冲洗液产品并与国外产品进行了对比,结果表明,所研选的产品与国外产品性能相当,可以满足煤矿井下钻孔冲洗液性能要求。     

新型封孔技术在顺层钻孔瓦斯抽采中的应用

为防止顺层钻孔瓦斯抽采漏气,提升瓦斯抽采效率,针对山西晋城寺河煤矿二号井煤矿瓦斯抽采工程,深入研究分析瓦斯抽采工程中顺层钻孔气体泄漏规律,指出了顺层钻孔瓦斯抽采封孔基本原则,提出采用高强微膨胀型速凝封孔材料进行封孔的新型封孔技术.采用该新型封孔技术后瓦斯抽采纯量相较原封孔技术提升近167％.     

阳泉矿区本煤层顺层钻孔标准化抽采研究与实践

阳泉矿区突出煤层顺层钻孔预抽瓦斯过程中长期存在钻孔瓦斯抽采浓度低、抽采量较小、抽采效率低等问题。为解决本煤层瓦斯抽采效果差的难题,阳煤集团开展了突出煤层顺层钻孔抽采标准化体系研究与实践,通过对钻孔设计、钻孔施工、钻孔勘验、钻孔封孔、钻孔连接、钻孔计量等抽采过程标准化系列研究和优化,实现了本煤层瓦斯高效抽采,有效缩短回采工作面抽采达标时间,对矿井抽、掘、采平衡和安全生产具有重要意义。     

高瓦斯煤层高位钻孔瓦斯抽采技术试验研究

针对在高瓦斯煤层回采过程中,煤与瓦斯突出综合检测指标经常超限、瓦斯抽采率低等问题,提出了在风巷施工高位钻孔的瓦斯抽采技术,阐述了瓦斯抽采技术的工艺流程和钻孔的布置参数。研究表明:在高瓦斯煤层回采过程中采用高位钻孔的抽采措施,可有效地解决瓦斯抽采率低的问题,降低了回风流中的瓦斯体积分数,提高了瓦斯抽采量和抽采率,减少了向工作面的瓦斯涌出量,保证了工作面的安全回采。