工作面煤与瓦斯共采技术实践

山西某综放工作面瓦斯治理难度大,针对该工作面进行了煤与瓦斯共采实践.在采煤过程中.工作面布置了φ325 mm和φ219 mm两条抽放管路,该矿充分利用覆岩移动对瓦斯的卸压作用,并根据岩层移动规律来优化了抽放方案、提高了抽出率,成功地实现了煤与瓦斯共采.采取的抽采工艺有顶煤高位钻孔抽采瓦斯、采空区上隅角插管抽采放和钻场覆岩裂隙带抽采.     

厚煤层煤与瓦斯共采的关键问题

瓦斯是煤炭伴生的清洁能源,同时也是煤矿重大灾害的隐患.瓦斯单独开采的价值远远低于煤炭本身.但是作为煤炭伴生能源进行开采既可提高矿井开采效益,又可一定程度上消除其灾害隐患.根据我国煤层透气性低、埋深大等特点,利用采动卸压场与裂隙场实现煤与瓦斯共同开采是我国瓦斯能源开采的正确模式,进一步研究采动裂隙场的解吸性、透气性、瓦斯与裂隙场的耦合作用关系、提高瓦斯抽放浓度与完善低浓度瓦斯的利用技术等是实现瓦斯开采和利用的关键问题.     

煤与瓦斯卸压共采理论及在乌兰矿的应用

概述了煤与瓦斯卸压共采的基本理论,以神华宁夏煤业集团公司乌兰矿为例,分析了矿井进行煤与瓦斯卸压共采的必要性、可行性和经济效益,阐明了有关技术途径。     

观文煤矿煤与瓦斯共采中瓦斯抽采前期研究

 摘要： 以低透气性、强突出危险煤层群矿井—观文煤矿为研究对象,深入研究该矿的瓦斯抽采方案设计。抽采方案主要包括：保护层回采区域顺层钻孔预抽、邻近层卸压瓦斯、采空区瓦斯抽采、底板穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯、煤巷掘进工作面边掘边抽。     

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。     

基于GAHP-BOCR的煤与瓦斯共采技术决策分析

针对煤与瓦斯共采技术实践应用的可靠性分析,构建了GAHP-BOCR模型,通过计算分析不同技术方案的优劣性。首先建立了煤与瓦斯共采技术指标体系,运用灰色层次法进行数据处理得出一级指标和二级指标的权重值;其次计算出每个子准则对于BOCR的属性值,得出BOCR对总目标的影响程度;最后实例分析不同技术方案下BOCR模型的综合评价计算值。     

我国煤与瓦斯共采技术现状及展望

煤层瓦斯是矿井发生瓦斯爆炸和瓦斯突出灾害事故的根源,是高产高效矿井建设过程中的主要障碍,实践证明,煤与瓦斯共采能够有效减少矿井瓦斯灾害,实现煤矿安全绿色开采,但是现有煤与瓦斯共采理论和技术仍存在许多不足亟待解决。在介绍煤与瓦斯共采理论基础与技术现状的基础上,结合煤与瓦斯共采技术的应用实例,提出了煤与瓦斯共采技术现存问题,并对此提出了展望。     

煤与瓦斯共采技术在贵州煤层气开发中的应用研究

文章介绍了淮南矿区"煤与煤层瓦斯共采技术体系"诞生的背景、抽采机理、抽采效果及适用范围,并详细论述了贵州省煤层气发展现状、赋存、地质构造特征及淮南矿区"煤与煤层瓦斯共采技术体系"在贵州矿区煤层气开发应用的可行性分析,指出贵州省煤层气开发可充分利用淮南矿区科技成果并有效结合本省特征,形成并建立健全贵州省"小煤矿煤与瓦斯共采技术体系",实现适合本地区特色的瓦斯抽放技术体系。     

卸压开采抽采瓦斯理论及煤与瓦斯共采技术体系

针对低透气性、高吸附性、高瓦斯煤层群安全高效开采技术难题,以淮南矿区为主要试验研究基地,应用岩石力学、岩层移动、“O”形圈、瓦斯流动等理论,研究卸压开采采场内岩层移动及应力场分布规律、裂隙场演化及分布规律、卸压瓦斯富集区及运移规律等科学规律.针对不同煤（岩）层和瓦斯地质条件,探索出卸压开采抽采瓦斯理论,建立了卸压开采抽采瓦斯、煤与瓦斯共采技术体系.创新了低透气性、高瓦斯煤层群安全高效开采矿井设计理论,解决了煤与瓦斯共采重大工程技术难题.     

煤与瓦斯共采技术在石炭井焦煤公司的应用

针对石炭井焦煤公司2474工作面采空区瓦斯涌出量较大以及上隅角瓦斯超限情况,根据焦煤公司煤层瓦斯赋存特征,探讨了适合该矿井的煤与瓦斯共采技术,在工作面回采过程中,回风巷处设计高位裂隙带瓦斯抽采钻孔对本煤层瓦斯进行抽采。通过模拟分析采场覆岩移动规律,确定了采场瓦斯卸压范围,优化了煤与瓦斯共采方案,提高了瓦斯抽采率,有效地解决了2474工作面上隅角及回风瓦斯超限问题,成功地实现了煤与瓦斯共采。     

煤与瓦斯突出强度能量评价模型

从煤与瓦斯突出过程中能量耗散类型与岩石爆破机理的相似性出发,利用新表面学说和热力学定律分别计算了突出煤体的破碎功和突出瓦斯的膨胀内能,建立了煤与瓦斯突出强度能量评价模型。利用该模型对1960-2010年间38起煤与瓦斯突出强度评价分析表明,一半左右突出的瓦斯膨胀能比破碎功大1~2个数量级,仅用抛出煤体的质量来评价煤与瓦斯突出的强度是不合理的;煤与瓦斯突出强度能量评价模型综合考虑了突出过程中煤体的破碎功与瓦斯膨胀能,将煤与瓦斯突出释放的总能量折合成TNT当量,依据不同数量级TNT当量标准,将煤与瓦斯突出强度类型划分为C类突出（小于1 t的TNT当量值）,B类突出（1~10 t的TNT当量值）和A类突出（大于10 t 的TNT当量值）3类更具合理性。     

煤与天然气的高温共热解研究

在常压固定床上进行煤与天然气的共热解试验,采用气相色谱仪（GC）分析热解过程中的气体,同时利用扫描电镜（SEM）研究制得煤焦的表面微观结构.结果表明,随着热解终结温度的提高,制得煤焦的宏观团聚倾向越来越明显,对应SEM图中煤焦表面的炭粒也从颗粒发展到丝状并向四周延伸.气相色谱分析则表明,煤焦表面的析炭是来自天然气中甲烷的裂解.此外还发现,天然气气氛的存在促进了煤的热解,二者产生一定的协同效应.     

煤炭行业环境友好矿区评价指标体系构建及应用研究

本文提出了环境友好矿区的概念,构建了“驱动力-行为-绩效”三个环节43个指标的环境友好矿区三级评价指标体系,并运用层次分析法确定各指标的权重,得出驱动力、行为、绩效的权重分别为0.4443、0．2872、0．2685。以兖州矿区某矿的2009～2012年数据为例,进行环境友好矿区评价,结果显示该矿在环境友好矿区建设方面总体呈现持续发展的态势,但还存在资源综合利用水平不高、循环经济产业链不完善,煤炭贮装运系统有待进一步改进等问题,针对上述问题,本文提出了相应对策建议。     

我国气化用煤煤质评价指标体系构建研究

不同气化工艺、不同气化炉型对煤质的要求不同,若选择不当,会导致煤气化装置生产指标下降甚至不能正常运行。因此,本文通过实地调研我国煤化工企业的技术发展现状,详细收集和分析了气流床粉煤气化炉、气流床水煤浆气化炉、流化床气化炉和固定床气化炉对配煤煤质的要求,结合有针对性的采样测试分析工作,对比现有评价指标存在的不足并进行补充和完善,更新了原有气化用煤煤质指标要求,首次建立起一套符合中国目前国情的气化用煤煤质评价指标体系。     

煤与煤层气协调开发综合评价

为了进一步探索和研究我国煤矿区煤与煤层气协调开发效果,根据煤与煤层气协调开发过程中需要考察的相关因素,提出基础考察指标,并按照适应性评价、安全评价和效果评价3项评价目标,提出二级评价指标和三级评价指标,分级构建了煤与煤层气协调开发评价指标体系。利用隶属度函数,构建评价矩阵,建立煤与煤层气协调开发评价模型。按照不同评价要求,提出相应的评价标准,并且结合评价目标引入协调指数,利用层次分析法(AHP)及模糊综合评价方法构建煤与煤层气协调开发综合评价方法。以寺河煤矿为例,对该方法进行了验证,研究结果表明该方法具有可行性,可以对煤与煤层气协调开发实施综合评价。     

煤矿企业职工安全行为能力评价指标体系研究

大量的事故调查显示人的不安全行为是导致煤矿事故发生的主要原因,而安全行为能力的不足则是不安全行为发生的根源因素,对煤矿职工安全行为能力进行分析和研究是预防人因事故,促进安全生产的重要途径.将煤矿企业职工分为决策层、管理层和执行层3个层次,结合人力资源管理中能力的概念,对煤矿职工的安全行为能力进行了定义,并提出煤矿企业人因事故模型;通过分析职工安全行为能力的影响因素,构建了煤矿企业职工安全行为能力评价指标体系,为煤矿企业有效评价人的安全性,预防人因事故提供了一种思路.     

煤与瓦斯突出预测的一个新指标

煤与瓦斯突出是煤矿主要瓦斯灾害事故类型之一。目前,国内煤与瓦斯突出预测主要是根据瓦斯动力现象特征和基于煤层瓦斯压力、煤的破坏类型、坚固性系数与瓦斯放散初速度的四参数法。四参数法规定,4个参数均超过各自的临界值才能定为突出煤层;瓦斯压力的临界值为0.74 MPa。但实践表明,瓦斯压力小于0.74 MPa 也曾多次发生突出。本文用可压缩流体力学的观点分析了突出机理;采用多相连续介质力学中的应力分析法建立了煤与瓦斯突出预测的一个新指标 F,并给出了有关参数的计算方法;案例分析表明,所得结果符合实际。     

基于改进AHP-GRA评价模型的煤与瓦斯突出危险性评价

为了提高煤与瓦斯突出危险性评价的准确性,采用灰色关联分析计算各影响因素的关联序,选取瓦斯压力、瓦斯放散初速度、开采深度、煤的破坏类型和煤的坚固性系数作为评价指标,并提出了基于中性参考对象的层次分析法来实时评价煤与瓦斯突出的危险性。选取我国典型突出矿井的煤与瓦斯突出实测数据作为样本,建立评价指标模型,计算其权重值。根据预先设定的评价指标评分规则计算煤与瓦斯突出的总体安全评分值,与设定的中性参考分值进行比较得出评判结果。结果表明：利用改进的层次分析法对样本进行煤与瓦斯突出危险性评判的准确率为95.7%;当总评分值高于中性参考分值50分时,说明所评价煤层不具有煤与瓦斯突出危险,反之则会有发生煤与瓦斯突出的危险,且评分值越高煤与瓦斯突出危险性越小。     

煤与瓦斯共采覆岩应力及渗透耦合特性实验研究

为探索煤层开采过程中上覆岩体应力与其渗透性相互耦合特性,开展了煤与瓦斯共采相似模拟实验研究。采用柔性加载方式以及平面应变模型,模拟随工作面推进上覆围岩应力及渗透性的变化规律。结果表明：受采动影响,上覆围岩应力与渗透率变化呈现一定的分区特征。具体表现为,随采面推进,煤柱后方应力集中区域向远离采空区转移,应力集中系数降低,渗透率与压应力分布呈正相关关系;远离采空区向高位延伸方向,应力降低幅度有递减趋势,有明显应力拱向高位及广度扩展特征,当达到充分采动时,此特征趋于减弱;提出覆岩渗透规律具有“拱上梁”的假设特征,即在拱顶位置,渗透率有不升反降趋势。     

忻州市煤炭行业绿色矿山建设评价指标体系研究：以王家岭煤矿为例

2018年国家颁布了煤炭行业绿色矿山建设规范,因不同地区绿色矿山建设的侧重点存在差异,本文以《忻州市绿色矿山创建标准(试行)》为依据,从资源开发、生态修复与土地复垦、企业管理和企业形象等6个方面,选取了20个指标,运用DPSIR模型和模糊数学分析创建忻州市煤炭行业绿色矿山评价指标体系。以忻州王家岭煤矿为例,运用评价体系对其绿色矿山创建达标进行了评价,得出与矿山实际相符的结论,证明了评价指标体系的科学性和合理性,对忻州市创建煤炭行业绿色矿山具有一定的推动作用。