长距离定向钻孔大区域瓦斯治理技术及应用标准

通过长距离定向钻孔大区域瓦斯治理技术,可有效解决突出煤层群瓦斯抽采难度大、煤层不便于维护以及大工作面空白带等问题,从而大区域和大工作面瓦斯得到了有效的治理。在某煤矿的实验性应用中得到了以下结果,可设置深度为 600 m 的长距离钻孔,每个钻孔抽采瓦斯量最低可达 0.8 m³/ m i n ,最高可达每分钟 2.53 m³。相较于常规钻孔,利用长距离定向钻孔可提高约 16 倍瓦斯抽采量和 50% 抽采体积分数,且在松软煤层的维护方面也具有良好效果。因此,为了将这项技术的作用充分发挥,本文简要阐述了长距离定向钻孔大区域瓦斯治理技术及应用。     

顶板穿层钻孔带压封孔方法

钻孔抽采瓦斯的效果主要取决于钻孔封孔质量,带压封孔技术能够提高抽采钻孔的封孔质量,提高钻孔抽采效果。但是,在现场应用过程中,经常出现封孔水泥浆漏浆导致钻孔报废的情况。新河煤矿通过地面模拟试验,找出了导致封孔水泥浆漏浆的原因,提出了"五段四管三步"带压封孔法,给出了封孔的主要技术参数,解决了顶板穿层钻孔带压封孔漏浆导致钻孔报废的问题,提升了抽采钻孔的封孔质量,提高钻孔抽采浓度、抽采纯量,达到了带压封孔提高抽采效果的目的。通过井下两个相邻钻场进行试验对比,单孔抽采浓度平均提高2.5倍,单位时间内抽采纯量增加1.8～2.2倍。     

瓦斯抽采钻孔封孔研究

为提高深部低透煤层瓦斯抽采钻孔封孔质量,本文基于深部低透煤层瓦斯抽采钻孔封孔现存问题,分析了几种主要封孔方式主要技术特点与存在的不足,并提出了一系列改善"两堵一注"带压封孔效果的对策,以供同行参考。     

基于钻屑法的瓦斯抽放钻孔封孔长度研究

为了提高瓦斯抽放效率,明确合理的瓦斯抽放钻孔封孔长度,基于对瓦斯抽采钻孔封孔深度影响因素的分析,结合巷帮应力分布状态,采用钻屑法对瓦斯抽放钻孔封孔长度进行了研究。研究表明,瓦斯抽采钻孔的封孔深度须穿过巷帮卸压区,进入应力升高区才能起到较好的封孔效果。运用钻屑法测定南岭煤矿4101工作面卸压带范围和应力峰值所在位置,确定了其合理封孔深度为8～10 m,通过现场应用表明,瓦斯抽采效率提高25%以上。     

不同钻孔间距对瓦斯抽采的影响研究

提出采用多场耦合煤层气开采物理模拟试验系统就瓦斯抽采模进行拟试验,并分析不同钻孔间距对瓦斯抽采效果的影响。结果表明,不同钻孔间距通过影响瓦斯抽采流量和瓦斯有效抽采面积,进而影响瓦斯抽采效果。当相邻钻孔间距为250 mm时,瓦斯的抽采流量和有效抽采面积最大,分别为2 342 L和26 455.4 mm²,瓦斯抽采效果最好;当相邻钻孔间距为504 mm时,瓦斯的抽采流量和有效抽采面积分别为2 320 L和22 462.6 mm²;当相邻钻孔间距增大到784 mm时,瓦斯的抽采流量和有效抽采面积分别为2 270 L和17 730.3 mm²。     

小型煤矿超低浓度瓦斯蓄热氧化供热技术研究

为利用陕西韩城矿区某小型煤矿抽采的含甲烷体积分数低于8%的低浓度瓦斯,采用现场调研、热量平衡计算相结合的方法,对小型煤矿超低浓度瓦斯蓄热氧化供热技术进行了研究,提出了超低浓度瓦斯蓄热氧化替代燃煤热风炉的技术方案,并分析了该方案的可行性。研究表明:该方案可满足煤矿井筒加热和建筑物供热需求,节省了燃煤燃烧消耗,每年可利用纯瓦斯259万m³,产生195万元的经济效益,减排CO₂(当量)3.6万t。     

文家坝煤矿CO2致裂煤层瓦斯治理技术运用研究

以文家坝一矿一分区A110607运输巷为工程背景,对比了运用CO₂致裂技术后进行瓦斯抽采与常规瓦斯抽采的区别,得出使用CO₂致裂技术后,单孔瓦斯抽采体积分数平均约为常规瓦斯抽采技术的1.86倍,瓦斯抽采单孔流量平均约为常规瓦斯抽采技术的3.03倍,提高了瓦斯抽采效率的同时也保障了瓦斯抽采的安全性;在实际运用过程中发现了分析了瓦斯钻孔示数异常的问题,针对此类问题针对性的提出了科学建议,为今后高瓦斯矿井运用CO₂致裂技术现场瓦斯问题提供了现场指导经验和科学应对方案。     

钱家营矿煤层气产能潜力数值模拟研究

煤层气产能潜力评价是研究煤层气产出与运移规律,指导压裂增透工艺优和排采制度优化的重要方法。采用COMET 3软件对钱家营煤矿7号煤层压裂水平井的产能潜力进行了模拟研究,在储层渗透率分别为0.05mD、0.1mD和0.2mD条件下,水平段为1000m的压裂水平井单井峰值产量在4761～7012m³/d;生产10年的累计产气量为(1054～1401)万m³。单井生产3～4年,影响半径130m范围内的瓦斯含量平均降低2～3m³,可以保障现有煤层及瓦斯条件下煤矿的安全生产。数值模拟研究成果表明,钱家营煤矿7号煤层具有地面煤层气开发的潜力及可行性,压裂水平井是钱家营煤矿煤层气开发的优势技术,提高压裂后储层渗透性是提高单井产量的关键。     

曝气生物反应器处理低碳氮生活污水的探究

以农村实际低C/N废水为考察对象,构建膜序批式反应器（MSBR）,探究了不同曝气强度（AI）对MSBR处理效能的影响。结果表明,AI显著影响MSBR处理低C/N废水的效能。当AI在1.0～5.0 m³/（m²·h）范围内时,AI 对化学需氧量（COD）的去除影响不明显,COD去除效率均在 89.5%～92.6%,可能与农村污水低 C/N 相关。然而,AI显著影响MSBR 对氮和磷的去除。AI 由 1.0～2.0 m³/（m²·h）提高至 3.0～4.0 m³/（m²·h）,NH₄⁺-N 去除效率由 81.6%～85.9% 提高至92.6%～94.1%,而进一步提高 AI 至 4.0～5.0 m³/（m²·h）,NH 去除效率下降至 89.5%～91.2%。高曝气强度强化微生物内源呼吸,抑制微生物活性。适当提高AI利于提高好氧末期NO₃^-<...     

新型聚氨酯聚脲瓦斯抽采封孔材料的研究

与传统化学封孔材料相比,开发的新型聚氨酯聚脲封孔材料具有力学强度高及尺寸稳定性好的优点。并在焦作煤业九里山矿14141运输巷进行工程试验,结果表明,在相同条件下,与采用聚氨酯加高水充填甲、乙料封孔对比,采用聚氨酯聚脲封孔材料进行封孔,平均瓦斯抽采浓度较高,瓦斯浓度大于50%的孔比率较大,封孔效果好。     

上海某地铁岩土工程勘察项目抽水试验分析

在上海某地铁线路某车站岩土工程勘察中，开展抽水试验并分析。结果表明：试验期间(7)层初始水位埋深2.75～2.91m，降水设计时可参考本次试验期间静止水位的观测数据，并应充分考虑水位季节性变化情况；本次试验测定了抽水井J1平均出水量约9.96～34.86m³/h，抽水井J1出水量为22.26 m³/h时在第(7)层的影响半径为200.3m；本次试验确定了第(7)层水文地质参数包括渗透系数K为3.85m/d，贮水系数为1.25E-02，导水系数T为96.6m²/d。     

瓦斯抽采钻孔封孔技术改进研究与应用

针对宏远煤矿系高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井属于低透气性煤层,瓦斯抽采困难、抽采效率低、达不到燃料级浓度等问题,提高封孔质量方面采用新装备、新工艺、新方法,并改进封孔技术,提高了抽采钻孔封孔质量、单孔抽采量和整体瓦斯抽采浓度,为保障矿井安全高效生产奠定了良好基础。     

10211工作面上隅角瓦斯抽采瓦斯治理技术研究

10211工作面位于水峪煤业十采区,开采2#煤层,该煤层有煤尘爆炸危险性,爆炸指数20%。有自燃发火特性,最短发火期6个月。该工作面瓦斯涌出量预测为7.11m3/min,采用一进一回的“U”形通风方式。该工作面使用瓦斯抽采泵站ZWY-230/280G型抽采设备,施工钻场25个,每个钻场布置裂隙带钻孔12个,共施工裂隙带钻孔施工300,瓦斯抽采钻孔进尺共计33840m。该工作面通过裂隙带瓦斯抽采技术,解决10211工作面回风流瓦斯浓度偏高(0. 5-0. 7%),上隅角瓦斯浓度1. 5%左右隐患,使该工作面在低瓦斯状态下生产,确保该了工作面安全生产,矿井安全质量标准化工作得以保障。     

煤的生物厌氧降解产气模拟及现场工业试验

针对赵庄地区煤层气井地面抽采效果差的问题,煤与煤层气共采国家重点实验室在实验室模拟生物厌氧降解煤产气的基础上,在赵庄矿区开展煤层气井现场注入培养基工业试验,考察微生物降解煤增产煤层气的效果。结果表明：煤层水和煤的共富集产气量高于煤层水的富集产气量;发酵罐放大模拟培养时,产气量达5.5 m³/d;现场注入培养基后,甲烷产量增长了8 m³/d;Mg²⁺、K⁺、Cl^-、PO₄^3-等离子浓度先升后降,SO₄^2-离子浓度总体下降,可能是因为在井下流失或是被菌群生长利用。培养基的注入提高了菌群的丰富度,为产气提供了有力条件。同时为了解决培养基一次性注入排采存在的弊端,提出了培养基补加循环系统的设想。     

某食品废水厌氧处理技术节能效果与经济效益评估

以某食品厂为实例,对比在厌氧+好氧MBR与单独好氧MBR工艺中,厌氧技术的节能效果和经济效益。结果表明,单独好氧MBR和厌氧+好氧MBR对于食品废水中有机污染物的降解效果均较好,COD去除率分别达到98.02%和98.93%;单独好氧MBR吨水运行能耗为7.33k Wh/m³,而厌氧+好氧MBR吨水运行能耗为3.64kWh/m³,约节50.34%的运行能耗。单独好氧MBR吨水处理费用约为7.244元/m³;厌氧+好氧MBR不计沼气的收益,吨水处理费用为3.262元/m³,计入沼气收益吨水运行费用为0.291元/m³,经济效益显著。     

近距离煤层群回采工作面瓦斯超限防治技术研究

山西A矿开采煤层为近距离煤层群,在M7号煤层开采期间由于受到瓦斯超限影响,采面回采速度缓慢。为了确保采面生产安全,寻求采面瓦斯治理措施,该矿综合对比分析高位瓦斯抽放钻孔、采空区抽采钻孔以及高位瓦斯抽放巷三种瓦斯治理技术,并最终采用高位瓦斯抽采巷作为治理采面瓦斯超限技术手段。在采面布置高位瓦斯抽采巷,采面瓦斯超限问题得以有效治理,采面推进速度由原来的20m/月提升至52m/月,同时高位瓦斯抽采巷抽采瓦斯浓度较高(平均在30%以上),可以实现瓦斯资源的高效利用,提升矿井经济及社会效益。     

瓦斯抽采与利用技术的现状分析

对瓦斯抽采与利用技术的现状进行了归纳总结,分析了目前在瓦斯抽采和利用方面存在的问题,认为在瓦斯综合抽采中需要注意抽采方法的优化设计组合,以及钻孔参数和封孔技术的优化,加强低渗透煤层瓦斯抽采技术的研究与投入;在瓦斯利用中应该加快低浓度瓦斯气利用技术的示范与推广,引进和研究超低浓度瓦斯气利用新技术,拓展瓦斯的利用范围,才能达到煤矿灾害防治、伴生资源利用与生态环境保护的最终目标。     

水生动植物联合技术净化水库水试验研究

水库富营养化和高藻问题严重影响了水厂的供水水质,为提高供水的安全性,采用水生动植物组合净化水库水。在河蚌、螺蛳投加密度分别为2只/m²+20只/m2+20只/m²,4只/m2,4只/m²+35只/m2+35只/m²,6只/m2,6只/m²+50只/m2+50只/m²,轮叶黑藻、美人蕉覆盖率分别为80 g/m2,轮叶黑藻、美人蕉覆盖率分别为80 g/m²+30%,120 g/m2+30%,120 g/m²+40%,160 g/m2+40%,160 g/m²+50%的条件下,考察了水生动植物联合对TN、TP、NH_3-N、高锰酸钾指数等水质指标及藻类密度的去除效果。结果表明,河蚌、螺蛳投加密度为4只/m2+50%的条件下,考察了水生动植物联合对TN、TP、NH_3-N、高锰酸钾指数等水质指标及藻类密度的去除效果。结果表明,河蚌、螺蛳投加密度为4只/m²+35只/m2+35只/m²、轮叶黑藻和美人蕉覆盖密度为120 g/m2、轮叶黑藻和美人蕉覆盖密度为120 g/m²+40%的净化效果优于其他二组。     

O3/H2O2催化氧化技术深度处理工业园区印染废水

为了获得一种高效低成本处理印染废水的工艺,采用O₃催化氧化、O₃/H₂O₂催化氧化两组氧化体系处理工业园区印染废水并对比处理效果和成本投入,考察反应时间、H₂O₂投加量、O₃气体流量和O₃气体浓度对工业园区印染废水处理效果的影响。结果表明：采用O₃/H₂O₂催化氧化处理工艺,在进水流量为1.2 m³/h、回流量为2.5 m³/h、O₃气体流量为1.0 m³/h、O₃进气浓度为16 g/m³、反应时间为60 min的运行条件下,COD由42.03 mg/L降至30.23 mg/L,去除率为28.08%;UV₂₅₄由0.497 cm^-1降至0.315 cm^-1     

5000t/d水泥生产线依托高效智能He-SNCR系统实现超低排放

湖南常德南方水泥厂生产线,正常生产时烟囱NOx原始浓度为580～670mg/Nm³,原SNCR系统在低于100mg/Nm³的控制目标下,氨水用量小时均值为1.2m³/h,原系统无法将烟囱NOx浓度小时均值稳定控制在50mg/Nm³以下。经过上海万澄公司的技术改造后,智能He-SNCR系统在低于100mg/Nm³的控制目标下,氨水用量小时均值为0.731m³/h,并实现将烟囱NOx浓度小时均值稳定控制在50mg/Nm³以下,氨水用量小时均值为1.028m³/h。通过上海万澄的He-SNCR系统技术改造,氨水节约率为39.08%,系统可实现50mg/Nm³以下超低排放稳定控制。