低透气性厚煤层瓦斯双抽采系统优化研究

随着煤炭采深和强度的增加,多数矿井原有的1套抽采系统不能满足采掘平衡及安全生产需求,且由于采用原有系统进行高低负压(预抽、采空区抽采)抽采,导致高、低浓度瓦斯混合,不利于瓦斯的利用.鉴于此,以余吾煤矿为研究对象,将该矿现有西回风井1套地面固定瓦斯抽采系统进行优化,将其服务范围由全矿井缩小到只负责南一、南二采区的瓦斯抽采,扩建新抽采系统,采用2套管路分别建立高、低负压瓦斯抽采系统,实现全矿井高、低浓度瓦斯分源抽采,分区治理瓦斯.结果表明,该措施有效提高了瓦斯抽采率和瓦斯利用率,使高浓度瓦斯并网输送,低浓度瓦斯发电利用;同时有效解决了高瓦斯低透气性煤层采掘工作面瓦斯超限与瓦斯突出问题.     

坪上煤业瓦斯抽采系统优化北大核心

针对坪上煤业地面瓦斯抽采泵站本煤层和采空区抽采系统能力不足的现状,分析现有抽采系统中存在管路流速超限、孔口末端负压能力不足等实际问题,开展对高低负压系统的系统改造和升级工作。采用更换大管径、增设新管道井等措施,在不更新大功率抽采泵的前提下,极大减小了矿井的抽放阻力,抽采系统能力大幅度提高。     

瓦斯抽采浓度自动化调控系统的研究与应用

通过对钻孔瓦斯涌出量、漏气量影响因素进行分析,认为在瓦斯抽采过程中存在一个最佳抽采负压值。通过探寻最佳负压值可以调整钻孔瓦斯抽采浓度,在保证最高抽采浓度的同时尽可能的降低漏气量,有效提高瓦斯抽采纯量。自主研发了瓦斯抽采管路浓度自动调控系统,在九里山矿进行了井下工业性试验,得到了最佳抽采负压,显著提高了抽采管路瓦斯抽采浓度及抽采纯量。     

五阳煤矿低透气性松软煤层瓦斯抽采参数优化数值模拟

煤层透气性低,煤质松软,抽采难度大,抽采率低是目前五阳煤矿瓦斯抽采存在的主要问题,根据煤与瓦斯的耦合作用机理及煤层瓦斯的运移规律,深入分析五阳煤矿现有瓦斯抽采系统,利用RFPA2D-Flow建立本煤层瓦斯预抽钻孔数值模型,对比分析回采巷道先抽后采过程中平行钻孔预抽时间、钻孔间距和抽采负压对瓦斯抽采效果的影响,最终确定其合理的抽采参数,提高瓦斯抽采率。     

地面钻井压裂对井下瓦斯抽采的影响研究

松软低透气性煤层瓦斯治理遇到了技术瓶颈,借助地面压裂对煤层增透的优势来改善井下瓦斯抽采效果是一种解决思路。为研究地面压裂对井下瓦斯抽采的影响,基于地面微震监测对压裂裂缝扩展影响范围进行预测,考察了压裂影响区内外的瓦斯含量、涌出量、煤层透气性、抽采效果、防突指标及掘进速度等参数。研究结果表明：裂缝扩展范围大致是以主裂缝为长轴的椭圆,地面压裂对井下抽采的影响具有时效性,井下抽采滞后地面压裂的时间越短,压裂对抽采的促进作用越明显。     

CF-Ⅱ型自动负压放水器的改良与应用

井下煤矿的瓦斯抽采系统管路因为战线长、压力大、积水弯少,煤层水进入抽采管路后很难排出,普遍积水量大,积水达到一定程度,就会使管路有效截面缩小,抽采系统负压衰减率加大,抽采泵载荷大,出现抽采效率低等问题,不能实现抽采效果的最大化。如何对抽采管路进行高效放水,解决因抽采管路积水而对瓦斯抽采造成的影响,安装有效、实用的放水器是解决管路积水的一个重要方法。针对CF-Ⅱ型负压自动放水器在实际使用中存在一些问题以及缺陷,通过不断地实验和改良,使其维护简单、实用高效,从而有效地解决了瓦斯抽采管路积水的问题。     

同源抽采与混源抽采工况特性量化表征

为研究矿井瓦斯同源抽采与混源抽采工况参数差异特性,以底板岩层钻孔、采空区为研究对象,开展不同抽采状态下各主要节点(地面泵站、采区石门、支管孔板、钻孔孔口)抽采负压、体积分数、流量参数获取的现场试验,量化分析并表征同源抽采与混源抽采状态的工况特性。研究表明:管路敷设沿程抽采负压逐级降低,呈指数函数关系,抽采体积分数逐级增大且突增区间一致,抽采流量符合高负压低流量、低负压高流量的抽采特性;同源抽采瓦斯来源单一,抽采负压优势明显,单点敞开式的瓦斯来源是沿程压降的主要致因,当抽采负压提高至有富余能力使外界空气漏入时出现高负压低体积分数抽采,抽采混量近水平线性降低;混源抽采瓦斯来源复杂,多点敞开式瓦斯来源使系统抽采负压、体积分数整体较低,但抽采量补给作用明显,抽采混量逐级降低。同源抽采与混源抽采工况特性量化表征可为煤层瓦斯抽采参数的量化把控和动态调控提供较好支撑。     

晋城矿区地面压裂与井下抽采时空衔接关系研究

晋城矿区煤层瓦斯含量高、渗透率低,单一的地面或井下抽采已难以满足矿井安全高效生产的需要,为此开展了“地面压裂+井下抽采”立体抽采模式的探索。为掌握地面与井下瓦斯抽采工程在时空上的合理衔接关系,首先利用离散元软件进行了地面水力压裂数值模拟分析,得到压裂裂缝扩展规律及计算公式,并在赵庄煤矿试验验证了其适用性,为预测压裂影响范围提供了量化方法;通过在赵庄、成庄煤矿的现场试验考察,提出了晋城矿区低透气性煤层地面压裂与井下抽采的合理时空衔接参数。提出合理时空衔接关系量化确定方法,可充分发挥“地面压裂+井下抽采”模式的联合抽采优势,为其在全国同类条件矿区的推广应用提供技术支撑。     

阳煤集团煤层瓦斯抽采技术的现状分析

为了提高阳煤集团本煤层瓦斯抽采效率,采用统计和对比分析方法,介绍了阳煤集团本煤层瓦斯抽采技术现状。分析表明,阳煤集团本煤层瓦斯年抽采量虽然已达1亿m^3但抽采效率还处于较低水平。需要进一步优化本煤层钻孔参数、提高钻孔封孔质量、强化抽采管路连接、搞好抽采系统日常维护,以使阳煤集团本煤层瓦斯抽采效率得到进一步提高。     

三系统抽采在井下临时过渡瓦斯抽采泵站中的应用

针对同时服务于煤层瓦斯预抽、采空区瓦斯抽采和高抽巷抽采的瓦斯抽采系统,从不同抽采方式对抽采负压的不同要求、瓦斯分源抽采和利用等方面分析了分3套系统建设的必要性;结合某矿+470 m水平的实际情况,分析了井下临时泵站分三系统建设的可行性;+470 m水平井下临时过渡瓦斯抽采泵站分3套系统建设取得了良好的效果。