潘三矿11-2煤顺层钻孔瓦斯抽采半径设计研究

针对潘三矿11-2煤层现场实际情况,基于瓦斯含量法对该煤顺层钻孔的瓦斯抽采半径进行考察,得出抽采38 d后的瓦斯抽采有效半径约为4.5 m;此外通过COMSOL软件对11-2煤层钻孔瓦斯抽采进行数值模拟,得出模拟结果与现场实测分析结果基本一致。结果验证了研究的准确性和可靠性,为类似顺层钻孔的抽采半径的研究提供参考。     

顺层钻孔瓦斯抽采钻孔合理布置的参数计算

钻孔有效抽采影响半径是确定钻孔布置参数以及预测瓦斯抽采消突时间的重要依据。确定顺层瓦斯抽采钻孔合理布置参数,采用数值计算的方式,对不同抽采时间下顺层钻孔瓦斯抽采有效影响半径进行计算,并现场考察验证。研究结果表明:相同抽采条件下,抽采钻孔直径为75 mm,抽采时间为120 d时,抽采影响半径达到了1.0 m;抽采时间为60 d时,抽采影响半径达到了0.5 m,与数值计算结果基本相同。在实际工作中应日常性收集煤层瓦斯赋存、瓦斯涌出等相关资料;经常分析瓦斯地质变化情况,在地质构造带或局部瓦斯富集区或煤厚变化地带进行采掘活动时,应采取安全技术措施。     

五轮山煤矿顺层钻孔瓦斯抽采半径研究

以五轮山8~#煤层为研究对象,分别采用含量法与流量法对8~#煤层进行顺层钻孔瓦斯抽采半径测试研究。结果显示,经过5个月的测定,含量法测定的顺层钻孔有效抽采半径为0.31～0.93 m,顺层钻孔抽采影响半径为0.81～1.70 m;流量法测定的顺层钻孔有效抽采半径为0.685～1.002 m。经过综合分析后,最终确定五轮山煤矿8~#煤顺层钻孔的有效抽采半径为1.00 m。     

穿层钻孔瓦斯抽采半径效果考察研究

钻孔间距是影响瓦斯抽放效果的重要因素,钻孔间距过大,在抽放范围内容易形成抽放盲区,达不到消突的目的,钻孔间距过小,容易造成人力、物力的浪费。采用压降法进行瓦斯抽采半径考察,得出瓦斯有效抽放半径结论。通过该项目确定:(1)C23、C25煤层穿层瓦斯抽采钻孔有效有效半径,从而确定我矿井C25煤层顺槽预抽条带钻孔的抽采有效半径;(2)确定需要抽采的各煤层各项瓦斯参数,通过实地测定计算得出。根据得出的各项参数(煤层的透气性系数、瓦斯含量等)计算出理论的瓦斯抽采半径;(3)最后确定实际的瓦斯抽采半径。     

鹤煤八矿顺层钻孔有效抽采半径影响因素分析

抽采半径影响因素很多,现场测试法测试繁琐,难以考虑众多因素。本文针对这一问题建立了描述煤层瓦斯流动瓦斯抽采固-流耦合模型,结合鹤煤八矿实际情况,分析了抽采负压、抽采时间、钻孔孔径等因素对鹤煤八矿顺层钻孔有效抽采半径的影响。研究表明:①钻孔有效抽采半径与抽采时间、钻孔孔径和煤层初始渗透率之间的关系均符合幂指数函数关系;抽采时间越长、钻孔孔径越大、煤层初始渗透率越大,钻孔有效抽采半经越大;②煤层初始渗透率对钻孔有效抽采半径影响很大,抽采时间和孔径对其的影响较大,抽采负压对其的影响基本可以忽略不计,现场可以通过实施增透措施、延长抽采时间、增大孔径以提高瓦斯抽采效果。研究结果对鹤煤八矿顺层钻孔有效抽采半经确定及保障瓦斯抽采效果有着重要的实际指导意义。对不同煤矿可调整物理参数进行模拟,以得到合适的抽采半径。     

可解吸瓦斯含量降低法在顺层钻孔瓦斯抽采半径考察中的应用

对于突出煤层,准确掌握其瓦斯抽采半径是制订防突措施的重要依据,也是在预抽期内实现消突的根本保证。采用可解吸瓦斯含量降低法,对狗场煤矿5102备采工作面5号煤层Φ75 mm顺层钻孔进行了抽采半径考察。实践证明,可解吸瓦斯含量降低法可以用于顺层钻孔抽采半径考察,其成功率及准确性较高。考察结果表明,狗场煤矿5号煤层Φ75 mm顺层钻孔抽采半径R与预抽时间t之间的相关关系式为R=0.666 ln t-1.422。     

煤层群底板穿层钻孔瓦斯抽采半径考察研究

为了准确测定煤层群底板穿层钻孔瓦斯抽采半径,提出采用钻孔瓦斯流量法+瓦斯含量降低法相结合的现场考察方法。基于穿层钻孔瓦斯抽采流量统计法推导得出有效抽采半径计算公式,并根据钻孔抽采影响范围内煤层瓦斯抽采率、残余瓦斯压力、残余瓦斯含量,以及工作面日产量等要求,综合分析确定计算公式中的残余瓦斯含量临界指标值。通过现场布置多组考察钻孔进行综合分析,得到石炭井焦煤公司3~#、4~#、5~#煤层的有效抽采半径,采用瓦斯含量降低法进行验证,最终确定煤层群底板穿层钻孔的抽采半径,为矿井煤层群底板穿层钻孔布置提供了依据。     

煤矿顺层钻孔瓦斯抽采合理布孔间距研究

为确定顺层钻孔瓦斯抽采合理布孔间距,基于实际煤层赋存条件,采用压降法对钻孔抽采半径进行试验研究。通过Comsol Multiphysics数值模拟软件建立三维抽采钻孔模型,根据单孔模拟结果,得到了钻孔的抽采有效半径r、抽采影响半径R的变化规律,与压降法实测结果高度吻合,验证了三维模型的可靠性。通过分析钻孔周围瓦斯流态及抽采叠加效应的作用机理,模拟研究不同布孔间距下的瓦斯抽采效果,得到顺层瓦斯抽采合理的布孔间距为:2r≤L≤R。在实际瓦斯抽采工作中可根据矿井采掘计划,确定合理的布孔间距,在降低抽采成本的同时确保矿井安全生产。     

瓦斯流量法测定煤层瓦斯抽采半径的试验研究

为了提高瓦斯抽采中钻孔布孔间距的合理性,将瓦斯流量作为考察指标,对豫西白坪矿二1煤层开展了顺层钻孔有效抽采半径的测试研究。结果表明:瓦斯流量法测定顺层钻孔的有效抽采半径是一种有效的方法,并确定了白坪矿采用89 mm的钻孔进行煤层瓦斯预抽,抽采3个月时,其有效抽采半径为1.5 m。     

王坪矿顺层瓦斯钻孔有效抽采半径的确定

为了提高本煤层顺层钻孔预抽瓦斯的效率,基于顺层钻孔抽采瓦斯的原理,以王坪矿8308工作面为工程背景对顺层钻孔的有效抽采半径进行了现场实测研究。试验结果表明,顺层钻孔抽采影响范围在前期随着抽采时间的延长而增加,但后期随着抽采时间的延长影响范围不再变化,顺层钻孔有效抽采半径为2.0m相似文献   

基于COMSOL的钻孔有效抽采半径变化规律研究与工程应用

为了有效防治瓦斯灾害的发生,采用COMSOL数值模拟软件对钻孔抽采过程中瓦斯运移规律以及抽采时间与煤层瓦斯有效抽采半径的关系进行了分析研究。研究得出:在不同抽采时间段下,随着抽采时间的增加,瓦斯压力降低的范围越来越广泛;随着抽采时间的增加,有效抽采半径也随之增加,但是有效抽采半径的增长幅度逐渐减小,再经过拟合分析得到抽采时间与有效抽采半径的关系近似于幂函数关系。通过在云盖山煤矿一矿现场施工验证,得到了所采二₁煤层顺层钻孔有效抽采半径,为矿井顺层钻孔预抽回采工作面瓦斯提供了设计依据。     

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。     

阳泉五矿8421工作面顺层钻孔抽采半径实测研究

阳泉五矿15#煤层工作面尚未开展顺层钻孔抽采半径的测定工作,顺层钻孔设计参数靠经验确定,缺乏科学的理论依据。针对该问题,采用瓦斯压力法对阳泉五矿该工作面顺层钻孔的瓦斯抽采半径进行了现场实测。测试结果表明,8421工作面顺层钻孔抽采70、137、178、253 d后的有效抽采半径分别为1.5、2.7、3.7、5 m,对顺层钻孔参数设计具有重要指导意义。     

基于多物理场耦合的顺层钻孔瓦斯抽采参数优化研究

为了揭示多物理场耦合作用下本煤层顺层钻孔瓦斯抽采渗流机制,建立了考虑Klinkenberg效应、有效应力和解吸收缩影响的流固耦合模型,运用该模型对本煤层顺层钻孔抽采参数进行优化。结果表明:抽采时间对有效抽采半径影响非常显著,钻孔抽采1 d时有效抽采半径为0.38 m,钻孔抽采10 d时有效抽采半径的范围仅增加1.55倍,抽采180 d时有效抽采半径的范围增加8.26倍;在高瓦斯压力区域,煤层钻孔周围煤体的孔隙率、渗透率呈现下降趋势,随着钻孔抽采影响程度的减小,煤基质解吸收缩效应逐渐加强,孔隙率、渗透率下降趋势逐渐缓慢,模拟结果与理论分析相吻合;随着抽采钻孔直径的增加,钻孔周围煤体的瓦斯压力降低范围逐渐增大,有效抽采半径与钻孔直径之间满足幂函数关系,在保证钻孔抽采效果的前提下,确定某矿29031工作面最合理的钻孔直径为94 mm。     

顺层钻孔瓦斯抽采流固耦合模型及数值模拟应用研究

基于构建的顺层钻孔瓦斯抽采流固耦合模型,利用COMSOL模拟软件,结合某矿3901工作面的实际情况,开展本煤层顺层钻孔不同瓦斯抽采时间、钻孔间距的数值模拟研究。结果表明,有效抽采半径随着抽采时间的增加先快速增加后逐渐变缓,有效抽采半径与抽采时间呈对数函数关系,当抽采时间超过180 d时,抽采时间对有效抽采半径的影响较小,考虑采掘接续确定该工作面合理的抽采时间为180 d;抽采钻孔间距对煤层瓦斯压力的下降和抽采效果影响显著,布孔间距越小钻孔之间瓦斯压力下降幅度越明显,为了有效避免了“空白带”和抽采的无效叠加,结合3901工作面的实际情况,确定瓦斯抽采180 d后最合理的钻孔间距为6 m。     

顺煤层快速测定抽采半径技术研究

对于高瓦斯低透气性煤层矿井,其钻孔抽采瓦斯衰减快、瓦斯含量赋存差异大,且不具备穿层钻孔施工条件,采用瓦斯压力测定抽采半径不可靠。通过对钻孔流量法测定抽采半径的过程进行深入研究,分析了影响其考察效果的技术难点,提出了分组平行钻孔布置和计量考察、数据筛选方法,并采用深孔定点取样对瓦斯含量进行准确测定,确定了经济合理的抽采达标指标,实现了顺煤层抽采半径的快速测定。     

顺层钻孔压降法确定瓦斯抽采半径实践与应用

针对某煤矿煤层抽采难易程度为勉强抽采的11-2煤层,提出了采用顺层钻孔压降法测试,介绍了测试原理及具体方法,并将该方法进行了现场试验,测试结果表明:11-2煤层釆用94 mm钻孔进行煤层瓦斯抽釆,当抽釆负压为16 k Pa,抽采时间为32 d时,其抽釆影响半径为3.5 m,钻孔抽采27 d时影响半径为3 m,抽釆37 d后影响半径为4 m,抽釆45 d后影响半径为5 m.根据抽釆时间与半径之间的幂函数关系,优化了11-2煤层底板顺层钻孔的布置,为该煤矿瓦斯抽采及防治工作提供了重要依据。     

顺煤层钻孔瓦斯抽采有效半径测定及瓦斯含量的影响

钻孔有效抽采半径是煤层瓦斯抽采设计的主要参数,通过对顺层钻孔瓦斯压力、瓦斯含量、钻屑瓦斯解吸指标、钻孔瓦斯流量等现场测定,采用直接测定法和间接测定法相结合,测定了顺层钻孔的有效抽采半径。测定结果表明:残余含量法、残余可解吸量法应用效果较好;动压区有效抽采半径1.54~1.84 m,顺层原煤钻孔有效抽采半径1.52~1.69 m;有效抽采半径主要受瓦斯含量影响,二者成正比例关系。     

顺层钻孔抽采有效半径影响因素及测定方法研究

基于顺层钻孔抽采瓦斯气-固耦合模型,从煤层赋存参数、抽采参数两个方面分析有效半径影响因素,表明:初始渗透率对有效半径影响最大;其次是初始瓦斯压力,与有效半径成反比关系;抽采时间在很大程度上控制着有效半径,有效半径的测定应与抽时间建立关系。提出以抽采残余瓦斯含量为考察指标的有效半径测定方法,建立有效半径与抽采时间的关系,进而结合具体矿井采-掘-抽接替计划确定有效半径,测定更为普遍适用,该方法在霍尔辛赫煤矿得到了验证。     

基于不同孔间距数值模拟的钻孔瓦斯抽采有效半径确定方法

为了测算本煤层顺层钻孔抽采有效半径,通过在实验室数值模拟和现场测试不同孔间距时瓦斯抽采效果,得出钻孔压力、瓦斯浓度与抽采有效半径之间的关系。实验表明:煤层透气性系数和抽采时间是决定抽采半径的主要因素;抽采负压与抽采时间协调一致非常重要;平煤八矿15#本煤层顺层钻孔最大孔间距为3~4 m。