基于瓦斯流态的抽放半径确定方法

根据雷诺数把瓦斯从煤层中产出的流态划分为4类：扩散、低速非线性渗流、线性渗流和高速非线性渗流.在线性渗流区可采用达西定律计算抽放半径;在低速非线性渗流区可根据储层压力和启动压力梯度确定抽放半径.采用该方法对安阳红岭煤矿抽放半径进行了计算,计算结果与现场实测结果一致.     

关于测定煤层瓦斯抽放影响半径的试验研究

钻孔抽放影响半径关系抽放方法的选择、钻孔布置参数以及对抽放效果的考察。测定结果的准确性对矿井瓦斯抽放具有重要意义。通过分析抽放半径测试方法及原理,根据芦岭矿实际情况,采用了压降法对芦岭煤矿8煤层瓦斯抽放半径进行试验研究。结果表明：采用压降法测定钻孔的抽放影响半径是一种行之有效的方法,为抽放钻孔的设计提供了科学依据,提高了瓦斯抽放效果。     

采空区瓦斯抽放半径的确定

高瓦斯矿井采用抽放措施时抽放半径的确定是十分必要的，受地质构造、巷道成型、支护方式等因素的影响，抽放泵的额定抽放半径与实际应用过程中的具体情况往往相差较大。论文详细阐述了采用移动式大功率瓦斯抽放泵进行采空区抽放时抽放半径的确定过程，对抽放系统今后的应用具有一定的实际指导意义。     

基于Comsol的瓦斯抽放半径研究

煤层钻孔抽放瓦斯在煤与瓦斯突出矿井工作面的消突中起到非常重要作用,煤层钻孔有效抽放半径在抽放设计中是至关重要的设计参数,本文基于有限元软件Comsol对煤层钻孔周围的应力场和瓦斯压力分布进行了模拟计算,在此基础上分析了煤层钻孔的有效抽放半径,研究表明抽采负压对瓦斯抽放半径的影响很小,可为煤层钻孔抽放瓦斯提供借鉴。     

计算机模拟确定瓦斯抽放有效半径的方法研究

建立了钻孔周围煤体的瓦斯流动模型,编制了解算钻孔周围瓦斯流动的模拟程序,以此计算有效抽放半径和抽放时间的关系,提出了确定钻孔有效抽放半径的计算机模拟法.     

确定瓦斯有效抽放半径的方法探讨

文章提出了预抽煤层瓦斯时确定有效抽放半径的新方法，即数值模拟分析与实测资料相结合的方法。结果表明，同传统的确定方法相比，该方法所需要的实测资料较少，而确定的结果可靠性较高。     

瓦斯流量法在测定煤层瓦斯抽放影响半径中的应用

石港煤矿15号煤层为煤与瓦斯突出煤层,为了指导石港煤矿消突工作面顺层抽放钻孔的合理布置,采用瓦斯流量法测量了石港煤矿15号煤层顺层钻孔抽放影响半径.结果表明:测试本煤层顺层钻孔的抽放影响半径时,瓦斯流量法是一种便捷、准确的方法.     

宏鑫煤矿预抽钻孔瓦斯有效抽放半径测定

介绍了有效抽放半径的测定方法及现场施工,利用相对瓦斯压力指标来测定宏鑫煤矿B1煤层的钻孔抽采瓦斯的抽放影响半径和有效抽放半径。最终得出有效抽放半径与预抽时间的关系。可以有效避免无效重叠和空白带,提高工作效率。     

岱河煤矿瓦斯抽放钻场确定及效果检测

介绍安徽淮北矿区瓦斯抽放钻场的确定及效果检测,得出了适合淮北矿区类型地质条件下解决瓦斯的办法及设计,以及施工瓦斯钻场及解决瓦斯的一些经验数据。     

考虑扩散-渗流作用的瓦斯流动模型及抽采半径确定

为找到一种能够准确测定低渗松软煤层有效抽采半径的方法,及确定合理的抽采钻孔参数,以煤介质的双重孔隙结构特征以及瓦斯流动理论为基础,根据质量守恒定律、Fick定律以及Darcy定律,建立了考虑扩散-渗流作用的瓦斯流动模型。并以余吾煤业低渗松软的3#煤层为例,将建立的瓦斯流动模型植入到COMSOL中开展计算,得到了抽采钻孔周围瓦斯流动规律及不同抽采时间的有效抽采半径,计算数据与现场测试结果的吻合证实了所建立的瓦斯流动模型的有效性,形成了一种确定低渗松软煤层抽采钻孔附近的瓦斯流动规律及抽采半径的方法。     

考虑卸压和抽采效果的水力冲孔布孔参数优化研究

为了提高水力冲孔技术的消突效果,建立了考虑煤的塑性软化、扩容特性和流变特性的钻孔周围煤体黏弹塑性模型,得到了不同冲煤量钻孔的卸压范围,建立了考虑渗透率动态变化和吸附特征的渗流-应力耦合模型,采用COMSOL软件对建立的耦合模型进行求解,研究了不同冲煤量钻孔的抽放半径,优化了水力冲孔布孔参数。结果表明:在确定水力冲孔布孔参数时,应综合分析水力冲孔的卸压范围和抽放半径,冲煤量为0.5,1.0和1.5 t/m时,卸压范围分别为3.71,4.61和5.8 m,抽放半径分别为3.5,4.3和5.0 m,义安矿平均冲煤量为1.0 t/m,由此确定水力冲孔布孔间距为8.0 m,区域措施效果检验和工作面预测数据表明,确定的布孔参数合理可靠。     

蠕变-渗流耦合作用下不同埋深有效抽采半径研究

为了研究不同埋深有效抽采半径,建立了钻孔周围煤体黏弹塑性模型,研究了不同埋深钻孔孔径变化规律及有效抽采时间,建立了蠕变-渗流耦合作用下的瓦斯运移模型,确定了不同埋深钻孔的有效抽采半径。研究结果表明:深部煤层有效抽采半径受到煤体蠕变变形加剧、渗透率降低及瓦斯压力升高的综合作用;试验矿井埋深400及600 m煤体蠕变变形较为平缓,钻孔缩孔幅度有限,仍维持较好的抽采通道,所有抽采时间均为有效抽采时间,但是埋深800 m煤体蠕变变形愈加剧烈,钻孔缩孔速度快速增加,仅30 d就会堵塞抽采通道,其有效抽采时间仅为30 d;埋深400,600和800 m钻孔3个月的有效抽采半径分别为2.88,1.62和0.82 m,数值计算结果与现场实测相吻合,研究成果可为抽采钻孔的优化布置提供参考。     

相对压力指标法测定穿层钻孔抽采半径实践

介绍了李咀孜煤矿B4b煤层底板岩石穿层钻孔抽采瓦斯消突抽采半径的测定和测定方法,确定了合理的抽采半径,对矿井瓦斯治理工作有重要意义.     

“三软”低透气性突出煤层有效排放半径测定方法的探讨

详细介绍了测定有效排放半径目前常用的方法、原理及操作步骤。针对"三软"低透气性突出煤层,分别用两种方法进行了有效排放半径的测定。通过对比分析,得出了这两种测定方法在"三软"低透气性突出煤层中运用的优缺点,最终确定了在该煤层中测定有效排放半径比较合理的方法。     

穿层钻孔抽放煤层瓦斯数值模拟研究

矿井瓦斯抽放是解决煤矿瓦斯问题、提高资源使用效益、确保煤矿安全生产的一种有效方法。为合理安排矿井抽掘采接替关系,确定穿层钻孔抽放参数,根据煤层瓦斯流动理论、质量守恒方程、真实气体状态方程、气体压缩系数方程,并以朗格缪尔方程作为吸附瓦斯解吸的数学规律,建立了穿层钻孔抽放煤层瓦斯数学模型,采用有限差分数值方法编制了计算程序,以全隐式格式确保计算过程的稳定性,根据实测煤层瓦斯参数进行了数值模拟计算,获得了穿层钻孔抽放条件下钻孔周围瓦斯压力分布情况以及钻孔有效抽放半径等抽放参数。分析表明,低透气性煤层抽放钻孔周围容易形成较高的瓦斯压力梯度,且在有限的抽放时间内有效抽放半径较小。数值模拟结果与现场实践基本一致。     

考虑流变特性的抽放钻孔应力分布和移动变形规律研究

为了研究抽放钻孔周围煤体的应力分布及移动变形规律,分析了钻孔周围煤体的力学特性,建立了考虑煤的塑性软化和扩容特性的黏弹塑性模型,得到了煤体应力、位移、孔径变化和卸压范围的表达式,对比分析了软硬煤层钻孔的应力分布及卸压效果,研究了抽放钻孔孔径变化规律,解释了软煤层钻孔抽放体积分数快速衰减的原因。研究结果表明：钻孔周围煤体具有塑性软化、扩容和流变特性,软煤层钻孔具有更好的卸压效果,蠕变变形更为剧烈,在短时间内就可能发生失稳破坏,阻塞瓦斯抽放的通道,致使瓦斯抽采体积分数迅速下降;硬煤层钻孔直径虽有缩小但仍处于稳定状态,并不发生堵孔现象,但是到井田深部由于应力增大,蠕变变形加剧,就有可能发生失稳破坏。研究成果与生产实践具有较好的一致性,可以为瓦斯抽采参数的确定提供理论指导。     

基于含瓦斯煤岩固气耦合模型的钻孔抽采瓦斯三维数值模拟

通过在多孔介质的有效应力原理中引入瓦斯吸附产生的膨胀应力,得出适用于含瓦斯煤岩的有效应力计算公式。同时利用含瓦斯煤岩的孔隙率和渗透率的动态模型,建立了能描述含瓦斯煤岩固气耦合情况下的骨架可变形性和气体可压缩性的固气耦合模型。以平顶山十矿的相关物性参数为基础进行了数值模拟,首先对建立的三维模型进行了开挖处理,得到了开挖后煤层的应力分布状态,而非简单的均布载荷,然后利用所建立的数学模型进行钻孔抽采瓦斯三维数值模拟。从数值模拟结果得到：① 抽采负压对钻孔抽采瓦斯的影响不明显;② 随着抽采时间的增长,煤层的孔隙率逐渐减小;③ 随着时间的推移,钻孔抽采瓦斯的有效抽采半径均逐渐增大,最后会迫近一个定值。     

瓦斯安全抽采及其建模

为提高煤矿瓦斯抽采运行过程的安全性,围绕瓦斯抽采过程由于空气的导入而造成抽采区域煤自燃、抽采管网中瓦斯燃爆等潜在风险开展研究,明确给出了瓦斯安全抽采的概念,提出了瓦斯安全抽采的定量评价指标——抽采安全度,并通过联立煤层瓦斯抽采中气体扩散-渗流,煤-氧反应以及热量传输方程,定量描述了抽采过程中场流演化,建立了抽采安全度的计算模型。以盘江煤电山脚树矿瓦斯抽采工程为例,揭示了抽采负压、封孔质量、巷道卸压区渗透率、煤层瓦斯吸附特性及煤自燃特性等因素对抽采安全度的影响机理,给出了提高抽采安全度的技术措施。