基于固气耦合模型的煤巷掘进煤壁瓦斯动态涌出规律

为掌握煤巷掘进煤壁瓦斯涌出量的动态变化规律,在传统二维煤巷瓦斯涌出量计算方法中引入固气耦合模型,提出基于固气耦合及巷道断面瓦斯涌出量时间积分的煤壁瓦斯涌出计算方法,并通过现场实测瓦斯涌出量验证了计算结果的准确性。研究结果表明:煤巷掘进速度恒定,煤壁瓦斯涌出量随掘进距离逐渐增大,增幅不断减小,符合指数衰减多项式的变化规律;间断式掘进循环的煤壁瓦斯涌出量呈锯齿状增加,总体涌出趋势与恒速掘进相同;随时间增加,不同掘进循环瓦斯涌出总量差异趋于稳定,长时间掘进,掘进循环内瓦斯涌出量波动对瓦斯涌出总量的影响可忽略;瓦斯压力对煤巷煤壁瓦斯涌出具有较大影响,瓦斯压力越大,煤壁瓦斯涌出量随掘进距离的增幅越大,且存在瓦斯压力临界值,当巷道煤层瓦斯压力超过该值后,巷道瓦斯浓度可能超限。根据项目背景的工程条件,计算得到该煤巷掘进的临界瓦斯压力。     

煤层瓦斯含量与瓦斯压力反算关系研究

通过对煤层瓦斯压力产生原因及瓦斯储层研究,确定了煤层中瓦斯压力(含残余瓦斯压力)与瓦斯含量(包括参与瓦斯含量)的关系,煤层保持完整或较完整状态时煤层瓦斯压力可以与瓦斯含量采用朗格缪尔方程互相反算,煤层处于破碎离散状态时,则煤层以块状呈现,煤层中存在瓦斯含量但相对瓦斯压力煤层瓦斯压力与瓦斯含量不适用朗格缪尔方程互相反算。     

构造煤和煤与瓦斯突出关系的研究

为探究向斜构造中煤体孔隙结构发育规律,以长城三矿1311S工作面向斜构造为研究对象,从向斜构造区域不同位置选取煤样,通过低温氮气吸附实验,对煤体孔隙结构特征进行分析。结果表明,向斜构造区域内煤体孔隙结构呈现规律性分布,比表面积与总孔体积从轴部向两翼逐渐减小,平均孔直径则逐渐增大;最可几孔径均分布在2 nm左右,向斜轴部最可几孔径小于两翼;通过对比分析分形维数得出,随着两翼距离向斜轴部越近,分形维数数值呈现线性增大趋势。通过对同一向斜不同位置煤体的孔隙结构特征进行分析,总结出向斜构造中煤体孔隙结构发育规律。

     

炉前煤炭气化及热煤气燃烧系统

介绍了炉前煤炭气化及热煤气燃烧联锁一体化的集成化煤气发生炉、自动控制系统和热煤气燃烧系统的组成及其特点。     

构造煤分布规律对煤与瓦斯突出的控制

根据对华北366对主要生产矿井统计分析,得出构造煤的区域分布主要受构造控制,挤压构造带是构造煤主要分布区,其次是伸展构造带的边缘,伸展构造带的内部主要是原生结构煤分布区;构造煤的层域分布主要受煤厚控制,即构造煤主要发育在厚煤层中;构造煤最发育的区域和层位,煤与瓦斯突出也最严重。纵弯褶皱作用下构造煤主要形成在褶皱的翼部,断层作用下构造煤主要形成在断层的上盘,因此,褶皱的翼部和断层的上盘也是煤与瓦斯突出最严重的部位。     

基于密度差驱动流的非线性瓦斯吸附研究:实验与数值解算

煤瓦斯吸附规律及其数学表征是进行煤层瓦斯含量评估、煤层气产出预测、突出危险性判别的理论基础。在理论描述煤瓦斯吸附时,经典菲克扩散模型仅考虑了吸附瓦斯量的变化,忽略了煤基质孔隙空间内的游离瓦斯,并且煤的孔隙尺度分布广泛,不同尺度孔隙中气体流动机制应有差异,因此仅采用菲克扩散解释瓦斯吸附行为可能不够有效。为对煤瓦斯非线性吸附过程进行精确表征,首先进行了不同尺度煤块在不同初始压力下的瓦斯变压吸附实验,得到瓦斯吸附量随时间的变化曲线;根据菲克模型的推导过程,将吸附瓦斯与游离瓦斯一并计为瓦斯密度,提出基于密度差驱动流的瓦斯非线性吸附数学模型(密度模型);其次,利用有限差分法编制了求解代码分别对菲克模型与密度模型进行了数值解算;最后将两种模型的解算结果与实验结果进行对比,发现:菲克模型计算的瓦斯吸附曲线一定程度上偏离实验曲线,而密度模型的计算曲线与实验曲线吻合良好。结果表明密度模型能更加精确的描述瓦斯非线性吸附。     

无固相聚合物钻井液在柳林煤层气钻井中的应用

根据柳林试验区煤层气开发利用一体化、低成本开发战略要求,在技术要求范围之内尽可能采用新工艺、新技术,以缩短钻井周期,提高作业效率,缩短钻井液对储层浸泡时间,减轻钻井液对储层伤害。在确保安全生产、施工质量的前提下,积极探索采用水基无固相聚合物钻井液,并采取相关的防范措施,经实践证明能有效地控制井下复杂情况的发生,达到了提...     

采用先抽后采治理煤矿瓦斯的实践应用

在对煤矿瓦斯进行治理时,"先抽后采"的方法得到了较为广泛的应用,本文在分析此种方法有效性的基础上,提出了具体应用的建议,以期对因瓦斯引发的不安全事故进行有效控制,进而使煤炭生产安全性得到保障。     

瓦斯治理理念和煤与瓦斯共采技术

基于煤炭在我国能源构成中的重要地位,介绍了当前煤炭工业安全生产情况和科学开采面临的困难,并具体针对低透气性高瓦斯煤层群安全高效开采技术难题,重点分析了淮南矿区先进的瓦斯治理理念和管理理念,阐述了无煤柱煤与瓦斯共采技术的产生背景、发展历程,并详细介绍了无煤柱煤与瓦斯共采理论及基于此的瓦斯治理技术工程实例。最后指出了深入研究的方向。     

瓦斯涌出异常预报煤与瓦斯突出

通过对掘进工作面突出前夕煤壁瓦斯浓度变化规律的研究,提出了利用瓦斯浓度变化预报煤与瓦斯突出的方法,并建立了突出预报数学模型.研究表明：对瓦斯浓度序列的移动平均线、振幅、频次和方差等几个方面的综合评判,可预报掘进工作面突出的发生,并以潘一矿突出实例进行验证,表明在突出前2.5 h瓦斯浓度变化出现异常,根据这一异常可实现突出预报.     

煤与瓦斯突出强度和瓦斯量的计量方法

针对我国瓦斯突出特征参数确定中存在的主要问题,通过实测和分析,阐述了瓦斯突出强度的计量原则,提出突出煤岩量的计算方法,介绍了突出发生后的瓦斯涌出规律,提出瓦斯涌出量的计算方法.为统一和规范煤与瓦斯突出特征参数提供了技术途径,为煤矿突出后的现场勘查、资料记录与分析和突出矿井的鉴定提供了参考.     

高瓦斯有突出危险性矿井的揭煤实践

通过对贵州林华高瓦斯有突出危险性矿井揭煤施工,就揭煤过程中应注意的问题,提出对应措施。     

煤层注水治理瓦斯灾害流固耦合关系研究

为消除瓦斯突出危险及工作面煤尘污染,基于平煤股份十矿己_15-16-24130工作面煤层地质赋存条件,建立了注水情形下煤层破坏的瓦斯抽采模型。提出了注水消除煤层瓦斯突出危险、降低煤尘排放的应用方案,分析了裂隙自由水运移影响下注水钻孔塑性破坏过程。模拟结果表明:随着自由水的注入,扩大了钻孔塑性破坏区范围,降低了自由水润湿区域内煤层物理特性。伴随自由水压力的升高,自由水逐渐进入煤层深部,提高了裂隙空间内自由水饱和度,抑制了煤层内瓦斯解吸、扩散过程,减少了瓦斯的释放。结合现场工业性试验可知,外界自由水的注入对煤层软化、破坏效果显著,对减少煤矿井下煤尘灾害、消除工作面瓦斯突出风险具有重要意义。     

"掘进抽放"防治煤与瓦斯突出

根据“掘进抽放”防治煤与瓦斯突出的现状，提出了瓦斯抽放过程中的动态平衡概念以及相应的截流抽放方法；分析了瓦斯抽放效果的时效性以及钻孔布置的针对性；同时强调了钻进施工、孔口除尘、防突预测的重要性。     

瓦斯含量在突出过程中的作用分析

为了研究瓦斯含量在煤与瓦斯突出过程中的作用,采用能量法分析煤与瓦斯突出过程中的能量关系、掘进进尺为L时煤体的应力条件与弹性变形潜能和煤层瓦斯积聚内能的释放功,研究了煤与瓦斯突出时的抛出功、破碎功和瓦斯突出的动能,得到了煤与瓦斯突出的能量条件。并以贵州化处煤矿二采区突出为例,对煤与瓦斯突出的能量条件进行分析。研究结果表明:煤与瓦斯突出的能量来源为瓦斯内能,瓦斯内能做功比弹性潜能做功大。煤层的地应力越大,坚固性系数越小,发生突出时所需煤层的瓦斯含量越小;在地应力一定的情况下,进尺越大突出时临界瓦斯含量越小;煤层的厚度对突出时的临界瓦斯含量的影响不明显。     

Prevention of explosion in coal mine and management of coal mine gas

There are many problems in terms of safe coal production and the sound development of the coal industry. Accompanying the intensification and increasing efficiency of coal production and the conducting of mining operations at deeper and more remote areas of mines, the efficient recovery and utilization of Coal Mine Methane (CMM) is an important issue in improving and stabilizing the productivity in the coal mining industry with high levels of gas, where the incidence of gas outbursts is increasing. We plan to study various aspects of the development of production technology and characteristics of the mine site. This is to establish the technology for highly efficient coproduction coal and gas operation rate. As a result, the productivity at the coal mine face will increase due to the reduction in gas emissions in the mining face. Effective use of recovered gas can be expected to reduce global warming by reducing the amount of coal mine methane gas emission in the air.     

煤与瓦斯突出的规律和特征

煤与瓦斯突出是采煤过程中发生的严重自然灾害之一，而我国是世界上突出最严重的国家，但到目前为止，由于我们对煤与瓦斯突出认识不足，在各种地质、开采条件下，煤与瓦斯突出发生的规律还没有完全掌握，缺乏有效的防治措施，往往造成人员伤亡和财产重大损失。所以探讨煤与瓦斯突出的机理、突出规律和特征对开展瓦斯突出预测预报和采取正确有效防治措施有重要的理论和实际意义。     

高瓦斯采煤工作面的瓦斯综合治理

鸡西矿业集团公司杏花煤矿对高瓦斯采煤工作面进行瓦斯综合治理 ,取得了较好的效果 ,降低了上隅角瓦斯 ,实现了地面集中控制 ,保证了通风系统的安全可靠