含夹矸厚煤层瓦斯压力准确快速测定技术研究

为了解决传统测压方案在测定含夹矸厚煤层瓦斯压力时的不准确性及整个测压过程耗时较长等问题,通过模型建立和数值解算得到了径向、球向流场的卸压区半径随时间的变化关系,结果表明球向流场更有利于缩短瓦斯压力的平衡时间,提出了有效的含夹矸厚煤层瓦斯压力测定方案,经过现场应用进一步证实了该方法可以准确快速测定含夹矸厚煤层的瓦斯压力。     

基于煤体瓦斯含量对测定煤层瓦斯压力准确性分析

基于煤体的瓦斯含量,分析了测压室长度与封孔过程中瓦斯的释放量对测压准确性的影响,并依据理想气体状态方程与煤层瓦斯含量的朗格缪尔方程,推导出原始的煤层瓦斯压力与实际测出的煤层瓦斯压力、测压室长度以及封孔过程中瓦斯释放量的表达式,对实际测得的瓦斯压力进行了修正。经计算发现,测压室长度越长,封孔过程中瓦斯释放量越多,最终测定的瓦斯压力与煤层原始瓦斯压力偏差越大,在封孔过程中应尽量减小测压室的长度,加快封孔的速度。     

上向钻孔直接测定瓦斯压力新技术研究及应用

针对当前瓦斯压力测定技术存在的问题,提出了水—套管带压封孔测压技术,介绍了该技术的原理及工艺,在丁集煤矿13-1#煤层瓦斯压力测定中进行了应用,为了检验水—套管带压封孔技术测定煤层瓦斯压力的准确性,利用煤层瓦斯压力间接计算法计算出煤层瓦斯压力与测值对比,结果表明,瓦斯压力间接计算法求得煤层瓦斯压力在1.42～1.45 MPa之间,其数据与1#、2#钻孔现场测压值1.41～1.43MPa基本吻合.     

钻孔瓦斯流量法确定煤层渗透率和瓦斯压力的试验研究

针对煤矿生产实践中存在测定煤层渗透率和瓦斯压力难度大、准确率低的问题,依据煤层瓦斯径向流动原理,构建了用于确定煤层渗透率和瓦斯压力的理论和方法,并在五阳煤矿进行了不同钻孔直径和不同流量监测时间段的实测对比。结果表明:钻孔直径对煤层渗透率和瓦斯压力的计算值影响较小;瓦斯流量监测时间段对煤层渗透率和瓦斯压力的计算值影响较为显著,进行q-1-lnt图线性回归分析,为减少误差应选用钻孔施工5d后的流量数据;计算值与实测值相比误差较小,能够满足矿井瓦斯灾害预测和防治中对瓦斯基础参数的测定要求。     

煤层瓦斯压力的测定及其分析

煤层的瓦斯压力是矿井瓦斯基本参数之一,准确测定煤层瓦斯压力具有重要意义。测压过程主要包括：选择测定地点和测定方法、开掘钻孔、封孔以及压力的观测确实。压力分析是指采用适当的封孔材料经过特定的工艺以及计算,最终来防止瓦斯涌出。     

时间序列技术在预测瓦斯压力中的应用

通过分析瓦斯压力“成长”过程，运用时间序列分析的方法，建立压力曲线模型，准确地预测了钻孔最终真实瓦斯压力值。该法对封孔不和其他原因造成后期漏气而导致测压失败的现象，尤为有用。     

钻孔瓦斯释放时间对煤层瓦斯压力测定的影响分析

钻孔被动式注浆法是目前国内测定煤层原始瓦斯压力的主要方法之一。从钻孔见煤到封孔以及安装压力表这段时间内,理论上煤层释放瓦斯对测定煤层瓦斯原始压力有一定的影响。通过实际分析及理论研究对这部分瓦斯所产生的压力进行计算,对所测定的煤层瓦斯压力进行了修正。     

时间序列技术在预测瓦斯压力中的应用

通过分析瓦斯压力“成长”过程，运用时间序列分析的方法，建立压力曲线模型，准确地预测了钻孔最终真实瓦斯压力值。该法对封孔不严和其他原因造成后期漏气而导致测压失败的现象，尤为有用。     

井下直接法测定煤层瓦斯压力研究现状及分析

由于目前煤矿多采用直接法测定煤层瓦斯压力,因此有必要对其研究现状进行总结和分析,为更深入地研究提供指导。从测压封孔技术研究和煤层瓦斯压力准确快速测定影响规律研究探讨了直接法测定煤层瓦斯研究现状,并指出了研究中还存在的问题。结合煤层瓦斯流动理论研究成果,认为描述测压过程中瓦斯流动的数学模型没有紧随煤层瓦斯流动理论的发展趋势。     

主动补气缩短煤层瓦斯压力测定时间分析

能够有效缩短瓦斯压力测定时间是主动式测压的最大优点,因此,对主动补气缩短瓦斯压力测定时间进行分析有着重要意义。首先,构建出了被动式测压钻孔周围流场范围内的煤层瓦斯压力表达式,并对主动式测压和被动式测压流场平衡过程的差异性进行了分析,确定了主动补气缩短的瓦斯压力测定时间;然后,从理论上推导出了主动补气缩短瓦斯压力测定时间的计算公式,并将理论计算结果和现场试验情况进行了对比分析。研究结果显示,二者基本一致,误差只有7.5%,主动补气能够缩短大约50%的测压时间。     

上行含水钻孔双测压管测定瓦斯压力试验

针对复杂地质条件下煤层瓦斯压力难以准确测定的问题,对单管测压过程中钻孔的含水情况进行分析,在钻孔呈充水状态或出现塌孔时,采用剔除水压的测压方式难以准确测定瓦斯压力。基于此,设计出高低位双测压管测压技术及采用“两堵一注”的快速封孔方式,并在大众煤矿进行现场试验,经过现场试验结果得出:该技术可有效控制和降低封孔后孔内通过导水裂隙或水泥砂浆浆液析出积水对压力测定的影响,可以准确测定煤层瓦斯压力值。     

巷道贯通前排放瓦斯新方法——全风压钻孔排放法

介绍了全风压钻孔排放法的作业方法及基本原理 ,阐述了它的优点及注意事项     

基于封孔前瓦斯损失量的测压结果修正分析

首先确定了孔壁周围瓦斯的流动模型及瓦斯压力表达式,进而根据瓦斯含量与瓦斯压力的关系,推导出了瓦斯损失量的理论计算公式,最后提出了瓦斯压力的修正方法.从实际应用来看,修正后的瓦斯压力要高出实测压力几个百分点,采用胶囊黏液封孔所测的瓦斯压力相对误差较小.     

二次封孔套管测压技术研究及应用

煤层瓦斯压力是煤层瓦斯参数的重要指标,其大小直接决定着相关瓦斯防治措施的制订和实施。为解决封孔漏气问题,综合各种封孔测压技术,提出了二次封孔套管测压技术,该技术采用一次钻孔到煤层底板后全段带压注浆封孔,然后原地开孔穿透煤层至顶板,再下套管注浆封孔,在套管内安装测压管,可有效封堵钻孔周围裂隙,提高测压气室密封效果。现场应用表明,与水泥砂浆封孔对比,二次封孔套管测压技术在相同的地质单元施工参数相同的钻孔所测煤层瓦斯压力值更高,说明该技术更好,测压准确率高。     

复杂条件下瓦斯原始压力测定方法的研究与应用

矿井深部地质条件非常复杂,在煤层瓦斯压力的测定过程中经常遇到裂隙水影响瓦斯原始压力测定结果的情况,尤其在复合煤层及煤层群中测定瓦斯压力更是困难重重。平煤十矿对己_15-16煤层瓦斯测定方法及测定结果表明,利用钢管固孔—高压注浆—胶囊黏液封孔等组合工艺能够准确测得矿井深部复杂地质条件复合煤层原始瓦斯压力。     

基于MATLAB的抽放钻孔周围瓦斯流动数值模拟

在测试某矿井瓦斯压力、瓦斯流量、瓦斯吸附常数、瓦斯渗透率、瓦斯含量系数等基础参数的基础上,采用MATLAB偏微分方程工具箱对该矿井瓦斯抽放钻孔在不同抽放半径、不同抽放负压下的瓦斯流动进行了二维计算,得出了抽放钻孔在不同时间的影响半径、流量与时间的关系及钻孔半径和抽放负压对煤层瓦斯压力分布及抽放流量的影响规律,并与实际进行了比较结果表明,采用MATLAB偏微分方程工具箱能够准确模拟抽放钻孔有效半径,预测瓦斯流量,是现场工程技术人员一种便捷的方法.     

注水平衡法在非开挖施工中的应用

首先对河北廊坊天堂河穿越工程的概况和施工难点进行了介绍;然后针对工程需要提出了注水平衡法,并对其进行了理论分析;最后对施工过程和结果进行了分析介绍.施工实践证明了理论分析的正确性,且表明:非开挖施工时,在管道中注入适量水能平衡管道所受浮力,减小管道所受摩擦力,能达到减小管道回拖力的目的.     

Technique and experiment of active direct gas pressure measurement in coal roadway

An active measurement method and its principle was introduced considering the low success rate, special difficulty, and long measurement time of the direct gas pressure measurement currently used in coal roadways. The technology of drilling, borehole sealing depth, borehole sealing length, sealing control of the measuring process, compensatory computation of gas loss quantity and other key techniques were discussed. Finally, based on the latest instrument the authors developed, a series of experiments of direct gas pressure measurement in the coal roadways of the Jincheng and Tongchuan mine district, were carried out. The experimental results show that active gas pressure measurement technique has advantages as follows: (1) the application scope of direct gas pressure measurement technique is wide and it does not have the restriction of coal hardness, coal seam fissure and other conditions; (2) the measured results are credible, which can be tested by the same gas pressure value acquired from a different borehole in the same place; (3) the measurement process is convenient and quick, it takes about 2 to 3 days to acquire the gas pressure value in a coal seam. Supported by National Basic Research Program of China (2005cb221504); National Key Technologies R & D Program of China (2006BAK03B01)     

海上窄压力窗口控压固井浆柱结构设计方法

针对海上油气井窄压力窗口固井顶替效率低下的技术难题,通过轻钻井液的施加以优化浆柱结构以及施加环空回压的方法实现安全高效固井的目标。考虑停泵压胶塞环空回压值≯5 MPa、冲洗液环空紊流接触时间>10min以及注替结束井筒自压稳3个关键技术要求,合理优化固井浆柱结构,计算控压固井全过程井筒当量循环密度(ECD),使井筒ECD在安全密度窗口内,形成了海上窄压力窗口控压固井浆柱结构设计方法。以乐东10-1气田某高温高压井为例,优化设计了该井的浆柱结构,并模拟计算了控压固井全过程井筒ECD及紊流接触时间。结果表明：轻钻井液用量为14～50 m³且密度在1.822～2.142 g/cm³之间、冲洗液用量>13 m³且密度在2.36～2.45 g/cm³之间、水泥浆密度在2.4～2.51 g/cm³之间,可实现冲洗液紊流接触时间>10 min且满足压稳不漏的固井要求。该设计方法可实现海上窄压力窗口井安全施工和提高固井顶替效率的要求。     

煤系地层顶板岩溶地下水赋存特征研究

煤层瓦斯测压下向钻孔积水会导致测压不准,研究既能排水又不影响测压进程和测压结果的装置是下向钻孔测压亟待解决的难题。设计了自动排水装置,利用弹性膜实时感知排水时机, 实现了自动化排水;试验研究了弹性膜弹性参数,确定膜的最佳厚度为0.3~1.0 mm;基于气体压力差与毛细作用力原理,推算了最优排水区间;在此基础上研制出一种煤层瓦斯测压下向钻孔自动排水实验装置并开展排水试验。试验结果表明：在测压气室气压为0.152×10⁵ Pa,排水管管径为15 mm,毛细管内径为0.2 mm、数量为950根时,排水速度为0.444 3 cm³/s,该装置可以实现连续缓慢排水。