不同突出情况下钻孔瓦斯涌出规律研究

为探究运用钻孔连续流量法测定不同突出危险情况时的敏感性,建立了钻孔瓦斯流动模型,通过COMSOL Multiphysics模拟软件建立数值模型,探究钻孔瓦斯涌出量和瓦斯压力关系;利用连续流量法建立煤层巷道突出预测装置,以山西汇丰与贵州威舍煤样为试验对象,根据钻进过程中的动力现象判断不同突出危险情况,从而进行不同突出危险情况下钻孔瓦斯涌出规律研究.结果表明:钻孔瓦斯流涌出量与瓦斯压力呈线性关系;初始钻孔瓦斯流量可以作为预测突出危险性的敏感性指标.发生喷孔时表现钻口小、空腔大、钻孔内残留煤粉、钻孔壁掉落的煤块易碎等特点,与井下发生突出时情况相吻合.打钻初始流量曲线波动较大,说明在打钻初始较容易发生突出,这与现场实践相吻合;瓦斯压力越小流量曲线波动幅度越小,且随着钻进的深入,流量曲线逐渐变大后将趋于平缓.初始钻孔瓦斯流量不仅可以反应突出危险情况,而且可以表明突出可能发生的地点,相较于其他突出预测指标具有明显优势.     

导气管阻力特性对钻孔瓦斯涌出初速度的影响

建立了瓦斯在煤层运移、向测量室涌出、测量室瓦斯压力变化、瓦斯沿导气管流出的数学模型。利用有限差分法解算了测量室动态压力边界条件下钻孔周围煤层瓦斯流动、得到测量室瓦斯压力变化及钻孔瓦斯流量随时间的变化规律。分析了导管阻力对钻孔瓦斯流量的影响。结果表明：导气管的长度、材质和管径不同时,测定的钻孔瓦斯流量最大值出现的时间、大...     

钻孔瓦斯动态涌出规律的实验研究

为深入探讨钻孔瓦斯动态涌出规律,设计了煤层模拟装置及钻进过程中钻孔瓦斯涌出速度测定装置,依照均匀设计方法确定了实验方案,运用动态测试技术进行了钻孔瓦斯涌出速度模拟测试。研究表明,动态测试技术可成功捕捉钻孔瓦斯涌出初始时刻的最大速度变化率,其出现在测试过程的前5 s,并且随煤层吸附瓦斯压力的增大而增大,该变化趋势反映了煤...     

恩洪煤矿二号井C9煤层瓦斯基本参数测定

现场测定C9煤层的瓦斯压力、钻孔瓦斯自然涌出量：取煤样,实验室测定煤的孔隙率、瓦斯吸附常数、工业分析指标、煤的坚固性系数f、瓦斯放散初速度△P;根据现场测定结果和煤样实验室参数测算出C9煤层瓦斯含量、透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数等参数。     

二氧化碳/甲烷/氮气条件下煤样的初始释放瓦斯膨胀能研究

对同一个煤样分别充入不同压力的二氧化碳/甲烷/氮气进行初始释放瓦斯膨胀能测定试验,研究二氧化碳/甲烷/氮气条件下煤样的初始释放瓦斯膨胀能与瓦斯压力的关系,并分析二氧化碳/甲烷/氮气条件下的煤层突出危险性。结果表明:对于同种气体,煤样的初始释放瓦斯膨胀能与吸附平衡压力均成正相关关系,吸附平衡压力越大,煤样的初始释放瓦斯膨胀能越大,煤层突出危险性越大;对于不同气体,在吸附平衡压力相等的情况下,充二氧化碳的煤样具有较大的初始释放瓦斯膨胀能,突出危险性较大,充甲烷的次之,充氮气的最小。这一结论可以为解释煤矿现场突出和实验室突出模拟过程中的一些现象提供重要的依据。     

煤层瓦斯压力的快速测算

经过理论分析和现场测定，得出煤层原始瓦斯压力与钻孔瓦斯涌出初速度和瓦斯涌出衰减系数之间的函数关系，从而通过井下测定钻孔瓦斯涌出初速度及其衰减系数等参数，求算瓦斯压力，达到快速测压的目的。     

煤层钻孔周围瓦斯压力分布的流量反演分析法

用微积分方法建立了钻孔瓦斯涌出量与孔壁流速及时间的关系式，在Darcy定律的基础上，运用流量反演分析法，得出了瓦斯流动的微分方程和瓦斯压力的解析表达式。该结果为研究瓦斯流动及钻孔周围瓦斯压力分布随诸参数变化提供了较为简捷的方法。     

付村煤矿综采工作面瓦斯基本参数的测定及应用

根据《煤矿安全规程》的有关规定,结合付村煤矿采区的开拓部署情况和井下巷道揭露的地质情况,确定并施工测压钻孔,在井下直接测定原始煤层瓦斯压力。并在实验室对煤样进行煤的工业性分析,采用气体等温吸附解吸仪测定瓦斯吸附常数。在实验室测定的基础上,结合现场实测的数据,通过分析、计算确定煤层的瓦斯含量。根据对回采工作面瓦斯涌出量观测,以及瓦斯参数的测定结果,提出了工作面瓦斯治理的综合防治技术。     

工作面瓦斯涌出量预测及瓦斯来源分析

煤层瓦斯赋存状态是研究矿井瓦斯涌出规律和瓦斯灾害防治的技术基础。某矿5煤层局部瓦斯异常涌出，已经开始对煤矿的安全生产有所影响和制约。于此，笔者采用统计分析和分源计算两种方法，对采掘工作面瓦斯涌出量进行了预测，分析了采掘工作面瓦斯涌出影响因素和涌出来源，得出了煤层瓦斯压力、煤层瓦斯含量、煤层透气性系数、煤层残余瓦斯含量、钻孔瓦斯涌出量等参数，随采深增加而变化的规律，并提出了针对性的防治措施。     

钻进过程中孔壁瓦斯涌出规律研究

出于预测煤巷煤与瓦斯突出危险性的连续流量法研究的需要,以Darcy渗透定律为基础,分析了钻进过程中孔壁瓦斯动态涌出的特点,并在一定的简化和假设条件下,以FLAC3D为工具,建立了孔壁瓦斯动态涌出的Mohr-Coulomb圆柱体渗流模型。研究结果表明:孔壁瓦斯涌出速度随钻进深度的增加而增大,停钻瞬间达到最大;孔壁累计瓦斯涌出量也随钻进深度的增加持续增大。