潞安矿区地面井衰竭期井下接替钻孔布孔间距优化研究

为优化潞安矿区地面井衰竭期井下接替钻孔布置间距,探讨了衰竭期井下接替钻孔抽采半径评判指标临界值确定方法,提出了利用数值模拟和抽采流量法联合优化接替钻孔间距的方法,并进行了现场应用。研究结果表明:当抽采条件不变时,抽采半径应当随抽采时间延长而增大;通过数值模拟和抽采流量法联合测试,确定了示范矿井抽采211、291 d及389 d时,抽采半径分别为1.25、1.5 m及2 m,并通过实测抽采率的方法验证了抽采半径联合测试结果的准确性,该方法能够快速、准确、便捷地测出煤层瓦斯抽采半径。     

采用走向高抽巷治理综放面上邻近层瓦斯的研究

根据实测资料，阳泉五矿综放面走向高抽巷瓦斯抽放量占工作面瓦斯涌出量的９０％左右，抽放浓度平均６０％以上，效果良好，且社会，经济效益十分明显。实践证明，走向高抽巷能有效地解决五矿综放面邻近层瓦斯涌出量大的问题，合理选择走向高抽巷的布置及走向高抽巷的抽放负压，可使抽放效果最佳。     

煤层瓦斯抽采钻孔抽采半径考察技术研究

采用FLAC3D数值模拟软件研究了抽采钻孔周围应力、位移及瓦斯压力的分布特征,并在现场进行了抽采半径的实测,验证了数值模拟结果的正确性。研究表明:采用数值模拟和现场测试相结合的方法,能够方便、快速地确定抽采钻孔的合理布置间距,对节省抽采半径的考察时间和合理布置抽采钻孔有一定的指导意义。     

高瓦斯急倾斜煤层综放工作面瓦斯抽采技术研究

根据1155综放工作面高瓦斯急倾斜煤层的地质概况,结合该工作面实测的煤层瓦斯基础参数,得出该工作面煤层瓦斯可进行抽采;通过理论分析和现场实测的方法,确定了该工作面的瓦斯抽采方法和抽采设计参数。现场抽采数据表明1155工作面Cu2煤层可解析瓦斯量最大值为4.05m3/t,工作面瓦斯平均抽采率为47.1%,回风流中瓦斯浓度未超过1%,瓦斯抽采效果达标。通过对1155综放工作面的瓦斯抽采,保证该工作面安全高效的生产,并为类似条件下的推广应用提供了经验。     

瓦斯抽采孔孔距及煤层透气性的测定方法

为合理确定瓦斯抽采孔孔距，探讨测定煤层透气系数新方法，在流体力学基本理论基础上，建立了瓦斯抽采数学力学模型，利用数学软件Mathematica对模型进行了求解，推导出抽采孔孔距和煤层透气系数的理论计算公式.以河南焦作九里山煤矿15051工作面作为应用实例,通过对掘进巷道周围的煤体瓦斯进行抽采试验，求算并验证了抽采钻孔和煤层透气系数等瓦斯抽采基础参数；根据工作面2个钻场实测的抽出量和抽放负压，得出了抽出量和抽放负压的关系.建立了精确的渗流抽采模型，利用计算机求解方法，求解的速度快且不易出错.应用结果与实际值相符.     

基于一维径向流动确定钻孔瓦斯抽采有效影响半径

为了快速准确地确定钻孔瓦斯抽采有效影响半径,在瓦斯一维径向流动数学模型的基础上,建立了钻孔抽采量与时间的指数函数关系。根据质量守恒定律和达西定律,推导出抽采半径的计算公式,建立了抽采半径与煤层参数和抽采时间的数学关系。采用该方法对新丰煤矿25021工作面抽采半径进行了计算,求得60 d内的抽采半径为2.70~3.72 m,与现场实测结果一致。同时,研究了抽采半径与抽采时间的关系。结果表明:随着抽采时间的增加,抽采半径逐渐增大,到第60天时,抽采半径达到极限值的96.46%~98.54%,在这之后抽采半径随时间延长增大的幅度十分缓慢。     

瓦斯抽采钻孔有效抽采半径的数值计算方法

以重庆天府三矿为例,结合现场实测、实验室参数测定和理论计算,研究了不同布孔方式(顺层抽采钻孔、穿层抽采钻孔)的有效抽采半径,并提出了利用变系数非线性瓦斯渗流方程来快速精确测定瓦斯抽采半径的数值计算方法。结果表明,此方法能够方便、快速确定钻孔间距和抽采时间,对节省抽采半径的测定时间和合理布置钻孔有一定的实际意义。     

顺层钻孔瓦斯抽采有效半径的理论计算与现场应用

顺层钻孔瓦斯抽采有效半径的确定直接影响着本煤层瓦斯抽采方案的设计及瓦斯抽采效果的考察。首先对瓦斯抽采影响半径和瓦斯抽采有效半径的概念进行了基本界定,并在此基础上探讨了瓦斯抽采过程中本煤层瓦斯流动的理论模型,确定了理想煤层条件和理想抽采条件下本煤层中瓦斯的流动方程及其边界条件。根据现场提供的相关瓦斯基础参数,通过matlab软件模拟计算出了大顺煤矿K7煤层进行本煤层瓦斯抽采在不同抽采时间下的有效半径,结合现场通过传统的相对瓦斯压力法实测所得的有效半径数据,对比分析了理论模拟计算和传统现场实测方法的差异性及其产生原因,进一步验证了该理论计算方法的可行性,为本煤层瓦斯抽采有效半径的确定提供了简捷快速的方法。     

顺层钻孔瓦斯有效抽采半径测定方法研究

为进一步提高煤层瓦斯有效抽采半径的精准度，实现高效率抽采，分析了建新煤矿4207工作面煤层瓦斯压力、瓦斯含量及抽采负压等参数对瓦斯有效抽采半径的影响，结合数值模拟与现场实测研究了煤层顺层钻孔有效抽采半径。研究结果表明：有效抽采半径与抽采时间呈正相关，随时间的推移不断扩大，但扩大的速率与抽采时间呈负相关，且有效抽采半径存在上限；通过计算百米钻孔瓦斯抽采纯量和自然衰减系数，进一步得到抽采衰减关系，推导出有效抽采半径的公式；通过抽采衰减关系可获得抽采半径为上限值时所使用的抽采时间，并将现场实测与数值模拟结果进行对比，发现二者基本吻合。     

顶板走向高抽巷合理位置研究

根据屯留矿1202工作面的具体地质条件,通过理论分析、数值模拟和现场实测相结合的方法,确定了裂隙带的高度范围。通过数值模拟研究了不同位置时高抽巷的围岩变形量,确定了高抽巷布置的合理位置。现场矿压观测结果表明,该高抽巷的布设位置合理,巷道变形量对抽采瓦斯的影响不大。