采空区高位钻孔瓦斯抽放的数值模拟

依据Darcy定律,在Navier-Stocks方程的基础上,对祁南煤矿综采工作面采空区瓦斯抽放问题作了计算分析,并进行了CFD数值模拟.从理论上模拟采空区瓦斯聚集过程,直观展示了瓦斯抽采时采空区流态、瓦斯分布变化.把抽放钻孔布置在顶板裂隙内,结合上隅角埋管实施瓦斯抽放,该抽放瓦斯技术起到了对开采工作面上隅角瓦斯的截流作用,现场管路测量显示,可抽出高浓度瓦斯达30%～80%(体积分数),工作面回风瓦斯的体积分数基本控制在0.3%以下.     

采空区瓦斯抽采的数值模拟及工程实践应用

随着煤矿工作面推进速度的加快,采空区瓦斯治理工作成为了煤炭企业的重点安全工作。史山煤业通过CFD模拟分析,采用工作面顶板高位穿层钻孔、上隅角插管及采空区抽采的方法进行重点区域的瓦斯治理。经计算,9号煤工作面与采空区瓦斯抽采总量预计可达4.2 m~3/min和1.3 m~3/min,上隅角瓦斯浓度稳定控制在1%,符合煤矿安全规定。     

顺煤层钻孔抽放瓦斯数值模拟与应用

为获取顺煤层钻孔抽放瓦斯的合理参数,依据煤层瓦斯流动理论和质量守恒定律,以顺煤层抽放钻孔周围瓦斯流场为研究对象,建立了钻孔抽放瓦斯流动方程的数学模型.以新庄孜煤矿5213掘进工作面为例,采用MATLAB对钻孔瓦斯流场进行数值模拟,并与矿井的实际抽放情况进行了比较和分析,得出了适合该矿煤层的瓦斯抽放参数.抽放参数可以在淮南矿区相近煤层赋存条件下推广应用,以利于矿区高瓦斯矿井的安全生产.     

煤矿井下高位裂隙带瓦斯预抽技术研究

针对30703工作面回采期间采空区瓦斯涌出量大问题,提出综合采用定向长钻孔、高位钻孔对采空区顶板裂隙瓦斯进行抽采。结合30703采煤工作面现场实际条件,采用理论分析、数值模拟技术手段分析7#煤开采后覆岩冒落带、裂隙带发育高度,并结合覆岩岩性确定钻孔布置层位。对30703工作面定向长钻孔、高位钻孔布置情况进行详细研讨,并分析瓦斯抽采效果。现场应用后,30703工作面回采期间定向长钻孔、高位钻孔瓦斯抽采纯量可分别达到12.9m³/min、3.51m³/min,采空区瓦斯涌出量大问题得以较好解决。     

综采工作面瓦斯抽采参数优化研究

对某矿2603综采工作面本煤层瓦斯抽采钻孔、高位裂隙瓦斯抽采钻孔现场应用过程中存在的制约瓦斯抽采效果的因素进行分析,并针对性提出优化措施。现场应用后,本煤层钻孔瓦斯抽采纯量平均提升17.5%、高位钻场瓦斯抽采纯量平均提升50%;同时采面回风巷、回风隅角瓦斯浓度分别被控制在0.6%、0.5%以内,回采期间未出现瓦斯超限事故,优化效果显著。     

高瓦斯矿井开采层瓦斯抽采技术研究

针对不同煤层构造区,分析了煤层物理性质对水力扩孔钻孔和煤矿瓦斯抽放的影响,得出结论:液压钻孔扩孔可以不同程度地提高瓦斯抽采效率;水力钻孔扩孔的水射流压力主要取决于煤的结构,当煤层基本一体化时,喷射压力增大,泄放变得相对容易实现,对瓦斯抽采的阻碍作用减小,扩孔过程后瓦斯抽采明显增加.     

工作面瓦斯抽采方法研究

为进一步提升煤矿生产的安全性,避免瓦斯涌出超标导致爆炸事故的发生,以某矿井的02号煤层为例,在对工作面涌出瓦斯特性参数分析的基础上,根据瓦斯抽采方法的选择原则,并结合煤层赋存条件和巷道布置情况,分别对开采层、邻近层和采空区的瓦斯抽采方法进行设计;最后,对工作面的瓦斯抽采效果进行预测,并取得理想结果。     

煤矿风井地面瓦斯抽采技术及综合利用技术研究应用

针对煤矿生产中涌出的瓦斯威胁着工作面的安全生产,以马兰矿井为研究对象,在分析该矿井地质、煤层、瓦斯涌出情况的基础上,选择斜向钻孔的瓦斯抽采方式,并将所抽采处的瓦斯用于矿井的发电,同时完成了瓦斯发电站设备及系统的选型.     

本煤层单一顺层瓦斯抽采钻孔的渗流场数值模拟

针对本煤层瓦斯抽采钻孔的合理布置问题,通过建立钻孔抽采瓦斯的渗流场控制方程和煤层变形场控制方程,结合钻孔抽采瓦斯的初始及边界条件,推导出钻孔抽采瓦斯渗流的固气耦合数学模型.以石壕煤矿本煤层单一顺层钻孔瓦斯抽采为工程实例,基于研究区域的煤层瓦斯赋存特征,采用数值模拟计算方法,获得了本煤层单一顺层钻孔周围煤层瓦斯压力、煤层瓦斯渗透率、煤层瓦斯渗流速度和煤层变形的分布规律.确定了本煤层单一顺层钻孔抽采瓦斯的有效影响半径,从而为本煤层单一顺层瓦斯抽采钻孔的优化布置提供了依据.研究结果表明,石壕煤矿本煤层单一顺层钻孔抽采瓦斯的有效半径分别为4 m左右;在延长钻孔抽放时间不到20%的情况下,减少了钻孔工程量50%左右,抽采效果良好.     

智能化综采工作面瓦斯抽采方法及效果

分析了山西某矿智能化开采瓦斯抽采方法及效果。采用分源预测法,预测最大绝对瓦斯涌出量12.9m3/min,最大相对涌出量为10.97 m3/t。瓦斯涌出量本煤层斯涌出为主约为61.44%,邻近层瓦斯涌出量约占38.56%。工作面掘进前,在运巷钻场采用长距离顺层钻孔方法进行区域预抽。工作面掘进期间,在材巷和运巷同步施工钻场,随掘随抽。工作面回采期间,工作面材、运巷本煤层钻孔、4号上预抽钻孔、裂隙带钻孔以及上隅角插管抽采相结合的抽采方法进行治理瓦斯。后期效果考察中,瓦斯抽采纯量为6.31 m3/min,工作面瓦斯预抽率为43.1%,说明抽采方案具体可行,能够满足工作面掘进及回采期间的抽采达标要求。     

贺西矿3316工作面立体式瓦斯抽采技术研究

瓦斯涌出一直是制约煤炭高效开采的不利因素,为了实现采面瓦斯高效治理,贺西矿采用VLD-1000型钻机施工长距离定向钻孔对瓦斯进行抽采.以3316工作面瓦斯治理为工程实例,对采面回采巷道掘进前、掘进中以及采面推进过程中采取的瓦斯抽采技术进行详细阐述.现场应用后,巷道掘进、采面回采期间均未有瓦斯异常涌出情况;上隅角、回风巷...     

瓦斯抽放煤层增透深孔聚能爆破钻孔参数

以焦作煤业集团九里山矿煤层深孔聚能爆破试验为基础,利用数值模拟分析了爆破煤体应力变化规律,发现聚能爆破效应导致应力峰值增大,扩大了煤体裂隙区范围.同时对聚能爆破钻孔参数进行优化,确定了合理的炮孔直径、爆破孔间距、爆破孔与邻近抽放孔及煤层顶底板间距.现场试验结果表明:优化的钻孔参数不仅使聚能爆破增透效果显著而且保证了爆破过程的安全.     

大直径岩石走向钻孔代替高位抽巷技术研究

魏家地煤矿1112综放工作面瓦斯漏出量较大,为了减少工作面回采过程中瓦斯对安全生产的威胁,在1112综放工作面采用大直径岩石走向高位钻孔代替第二回风巷抽排采空区瓦斯技术试验。     

定向钻孔在矿井瓦斯治理中的应用

山西某矿为煤与瓦斯突出矿井,开采的2号、5号煤层间距为14m,在2号煤层3206综采工作面回采期间,5号煤层卸压瓦斯通过裂隙向开采空间涌出,给3206综采工作面正常回采带来较大影响.为此,提出采用定向钻孔对5号煤层卸压瓦斯进行抽采,在3206综采工作面底板距离下方7m,距离回风巷15m、30 m、45 m位置分别施工1...     

白羊岭煤矿长距离定向高位钻孔治理上隅角瓦斯技术研究

为解决白羊岭煤矿上隅角瓦斯超限问题,以 15111 工作面为工程背景,结合理论分析、经验公式计算等确定了定向高位钻孔的空间位置,并通过现场施工实验分析了长距离定向高位钻孔和定向顺层钻孔的瓦斯抽采效果。结果表明：15111 工作面施工高位定向钻孔抽采浓度 31.8%～72.3%,单孔混合量 5.2～7.5 m³/min;15108 工作面施工定向顺层钻孔抽采浓度 15.05%～56.6%,单孔混合量 0.384～0.853 m³/min,定向高位钻孔抽采效果、经济效益更好。通过施工长距离定向高位钻孔,取消了上隅角埋管抽采措施,治理了上隅角瓦斯超限。     

保护层开采工作面瓦斯综合治理技术研究

针对矿井回采煤层瓦斯含量高、压力大等问题,提出先回采下覆厚度较薄、瓦斯治理难度相对较低的6号煤层。将6号煤层作为保护层开采,从而消除下覆9号煤层、上覆2号及5号煤层的突出危险性。针对6号煤层10601工作面回采期间上邻近层、下邻近层以及采空区瓦斯涌出量大等问题,提出综合采用高位钻孔、高抽巷、采空区埋管、强化本煤层抽采等方式进行治理。现场应用后,10601工作面回采期间回风隅角、回风流瓦斯浓度分别控制在0.43%、0.32%以内,采面瓦斯涌出量大问题得以较好解决。     

综放工作面高抽巷合理位置的研究

针对高抽巷抽采瓦斯条件下诱发采空区自燃发火问题,以某矿综放工作面实际开采的技术条件构建采空区气体渗流模型,结合实际高抽巷布置要求,利用Fluent数值模拟软件分析高抽巷不同平距和垂距条件下的采空区氧化带宽度,结果表明:当高抽巷垂距为35 m、平距为25 m时,采空区氧化带宽度最小。高抽巷合理位置的确定,在提高瓦斯抽采效率、减小煤自燃发火的危险性、保证综放工作面的绿色、安全、高效等方面具有实际的指导意义。