煤层倾角对煤层气水平井产能影响的数值模拟

对于含倾角的煤层,由于重力势能的影响,不同煤层倾角下水平井表现出不同的产能规律。在考虑煤层气藏与水平井筒流动耦合的基础上,以煤田煤层实际资料为例,通过数值模拟的方法研究了不同煤层倾角下水平井生产过程中的压力和气相饱和度分布情况,并对U型水平井的后期生产方式给出了建议。模拟结果表明,水平井跟端位于煤层倾角低部位时排水效果更好,产气量更高;随着煤层倾角的增大,煤层气水平井累积产气量与产水量均减小;不同煤层倾角下,受气水重力分异的影响在生产过程中会出现气体在倾角高部位聚集的情况,且倾角越大这种现象越显著;利用U型井开采倾斜煤层时,在开发后期可使其两端同时生产,以达到顶部产气底部产水的效果,使倾角高部位聚集的气体也得到有效开采。     

大倾角煤层工作面矿压显现的数值模拟分析

目前,大倾角煤层回采的矿压理论方面仍有一定的不足,文中以实际工程地质条件为背景,对大倾角煤层进行数值模拟,通过模拟回采期间巷道围岩的变形破坏规律以及工作面的矿压显现规律,得出大倾角条件下的一般矿压显现规律,为大倾角煤层回采提供理论支持.     

大倾角煤层开采覆岩运移规律数值模拟研究

通过对大倾角煤层顶板的破断情况进行力学分析,建立UDEC二维模型,分析不同煤层倾角条件下上覆岩层的运移规律。结果表明:大倾角工作面上部区域顶板比下部更易断裂,且倾角越大现象越明显。受直接顶矸石滑落影响,工作面下部区域基本顶有矸石支撑,采空区上部区域易形成空顶,促进了采空区上端头基本顶的断裂垮落。上覆岩层下沉量随岩层倾角增大而逐渐减小,在煤层倾角大于40°后发生突变,上覆岩层下沉曲线由V形变为U形,采空区中部区域上覆岩层下沉量迅速减小。     

基于Matlab的大倾角煤层飞矸冲击后果数值模拟

飞矸在重力下加速运移,动能加大,与人和设备碰撞瞬时发生。飞矸具有危害大、运移复杂的特点。每年飞矸毁物伤人事故,造成直接经济损失高达数千万,严重制约了矿井的安全生产。因此,非常有必要研究飞矸的冲击后果。基于飞矸冲击力简化计算模型,采用Matlab软件模拟自由下落高度分别为1,3,5,7,9,11,13,15,17 m,飞矸质量分别为30,120,270,480,750,1 080 kg的冲击力,绘制了冲击力对比图,分析了飞矸质量对冲击后果的影响以及自由下落高度对冲击后果的影响。研究对于防范飞矸伤人事故具有重要的意义。     

大倾角煤层回采巷道锚杆支护的数值模拟分析

大倾角煤层回采巷道围岩变形与破坏有其独特性,存在非对称变形与巷道围岩受载不均匀性。论文应用FLAC2D对大倾角煤层回采巷道在不同参数条件下的锚杆支护进行了数值分析,得出了不同支护参数下巷道围岩矿压显现规律,为大倾角煤层回采巷道进行锚杆支护设计提供了理论依据。     

高倾角烧变岩对新疆阜康矿区煤层气影响

新疆煤层气资源主要赋存在中下侏罗统,天山南北两侧的山前地带为主要富集区,主要区域准噶尔盆地南缘、塔里木盆地北缘、三塘湖煤田等,新疆准噶尔盆地南缘阜康矿区煤层气已经实现了煤层气产业化开发。本文对阜康矿区地层、构造、煤层、煤质、烧变岩、水文地质条件进行了分析,总结新疆阜康矿区煤层气赋存条件存在高倾角、烧变岩发育的等特殊性,使煤层气风化带埋深加大,煤储层非均质性加强,加大了煤层气经济开发的复杂性。     

大倾角煤层群开采岩移规律数值模拟及复杂性分析

采用数值计算软件FLAC^3D对东峡煤矿大倾角煤层群走向长壁开采进行了数值计算，并结合现场监测进行了对比分析，总结了工作面开采围岩移动的规律性和复杂性．结果表明，在大倾角煤层群开采时，无论是围岩应力还是岩层运移都表现出与单一大倾角煤层不同的特征，变化现象趋于复杂，上层煤开采不仅影响了上覆岩层的运移规律，而且对下层煤产生了扰动，影响了下层煤开采，其主要表现为上层煤开采的卸载扰动和支架、采空区垮落体的加载扰动．研究结果为现场开采实践提供了科学依据．     

新疆大倾角多煤组煤矿区煤层气开发利用进展与前景

煤层气是非常规天然气的重要组成部分,新疆作为我国十四个特大型煤炭产业基地之一,煤层气资源储量丰富,约占全国煤层气资源总量的26%。为分析归纳新疆特殊的大倾角多煤组煤矿区煤层气资源特征,总结了“十三五”以来,新疆煤矿区煤层气开发利用在理论、技术及装备方面取得的突破性研究进展,并对未来新疆煤矿区煤层气开发利用潜力和应用前景作出长远的展望。结果表明：新疆煤矿区资源具有“倾角大、煤层多、煤阶低、含气高”的特征。取得的突破性研究进展主要包括：提出了基于“三孔四区五量”的大倾角多煤组煤矿区时空协同煤与煤层气协调开发模式;阐明了大倾角采动地面井变形模式及高危位置确定方法,提出了“避、抗、让、疏、护”五字理念的地面井设计技术;研发了大倾角碎软煤层下向递进式抽采钻孔成套技术与装备;构建了新疆高寒地区煤层气利用蓄热氧化供暖技术;上述研究成果在现场试验中成功应用,提升了新疆煤矿区煤层气开发利用的整体水平。然而,规模化的煤层气开发利用产业尚未大面积形成。因此,亟需总结推广典型的大倾角多煤组煤矿区三区联动煤层气开发模式;加强多煤组煤矿区的地面井均匀超前预抽;研发井下煤层气高效抽采技术及装备;基于非对称采动卸压作...     

大倾角煤层回采巷道相似模拟研究

根据相似理论及巷道围岩所处的地质条件,建立大倾角煤层回采巷道的相似材料模拟,对大倾角回采巷道采用锚网支护进行了相似模拟研究,通过测量巷道围岩应力分布及位移变形量,得出大倾角回采巷道的变形规律及破坏特征,并在试验的基础上对围岩的变形原因进行探讨。     

大倾角煤层群开采岩移规律数值模拟及复杂性分析

采用数值计算软件FLAC3D对东峡煤矿大倾角煤层群走向长壁开采进行了数值计算,并结合现场监测进行了对比分析,总结了工作面开采围岩移动的规律性和复杂性.结果表明,在大倾角煤层群开采时,无论是围岩应力还是岩层运移都表现出与单一大倾角煤层不同的特征,变化现象趋于复杂,上层煤开采不仅影响了上覆岩层的运移规律,而且对下层煤产生了扰动,影响了下层煤开采,其主要表现为上层煤开采的卸载扰动和支架、采空区垮落体的加载扰动.研究结果为现场开采实践提供了科学依据.     

大倾角煤层整体顶梁工作面矿压观测分析研究

通过整体顶梁组合液压支架组成的支护系统进行大倾角煤层开采,及矿压监测等一些技术手段,研究此支护系统与大倾角煤层开采适应性关系,为大倾角煤层开采探索出一种可靠且合理的支护方法。     

大倾角多煤层条带开采三维有限元模拟研究

对大倾角多煤层条带开采进行了三维有限元模拟研究,分析了地表沉降、煤柱应力与开采煤层数、煤层层间距、条采尺寸及相互位置、采出率、走向条带开采等的相互关系,指出了大倾角多煤层条带开采条采尺寸的确定方法,为工程实践提供了理论依据．     

大倾角采场合理采长的数值模拟研究

以平煤集团香山矿戊9-0-22090工作面的地质条件为依据,应用RFPA2D及FLAC3D数值模拟软件,对大倾角采场应力场分布随采长变化的规律进行了数值模拟分析,为大倾角煤层合理增加采长提供了一定理论依据.     

大倾角煤层覆岩破坏规律相似材料模拟研究

针对某矿2317工作面地质条件,结合相似材料模拟基本理论,对大倾角煤层顶板破裂过程与覆岩破裂结构进行观测,并对直接顶、基本顶的破坏规律,大倾角煤层覆岩空间结构演化进行了研究,结果表明:随着工作面推进,工作面上位岩层在一定范围内裂断与分离,形成高位岩层的传递力结构;沿工作面倾斜方向中、上部区域内"三带"特征明显,且层位较高,而下部区域的顶板岩层形成的层位较低或不明显。     

大倾角煤层回采巷道支护方案矿压监测研究

设计东翼采区10#煤回采巷道的支护方案为锚杆、锚索加金属网形式。针对设计的巷道支护方案,该巷道内共设置4个观测断面,监测锚索锚固力、锚杆锚固力、表面位移量和顶板离层。经过矿压观测数据的分析,说明该支护方案所选择的支护形式和支护参数都是合理的,巷道围岩得到了有效控制,满足工作面正常回采工作的要求。     

大倾角煤层矿压观测中的几个问题探讨

针对大倾角煤层矿压观测中几个难于测量的问题，根据大倾角煤层的力学特征，在总结大倾角煤层矿压观测实践的基础上，对大倾角煤层巷道支承压力、密集支柱侧向载荷、顶底板相对位移、深部围岩位移的观测方法进行了探讨。     

大倾角煤层俯斜开采覆岩运动规律相似模拟

以大倾角煤层俯采采场为研究对象,采用相似材料模拟和理论分析的方法研究了采场覆岩垮落规律以及空间结构动态演化规律,以此为基础建立了覆岩空间结构力学模型。结果表明:俯斜开采顶板来压步距较长,基本顶初次来压步距约50 m,周期来压步距约25 m;采场覆岩空间结构是不断演化的,最终将形成多个不同层位的基本顶岩梁结构和1个横贯整个采场的非对称裂隙拱结构,采场中上部原下位基本顶岩梁会转化为冒落带,基本顶岩梁呈阶梯状沿倾向向上位岩层发展。采场下部区域,拱脚支承位置低,约束程度强,但容易产生煤壁片帮和架前冒顶,需加强支架-围岩系统的稳定性控制。     

大倾角工作面顶板运动规律数值仿真计算

在岩层破断过程分析中,将岩石材料的非均质性参数引入到计算单元,认为宏观破坏是单元破坏的累积过程;单元的性质是线弹脆性的,单元的弹模和强度等力学参数服从某种统计分布,如正态分布、韦伯分布、均匀分布等,当单元强度达到破坏的准则时发生破坏,破坏后单元比其它单元弹模更低,故可以用连续介质力学的方法处理物理非连续问题;认为岩石的损伤量、声发射同破坏单元数成正比.     

大倾角煤层沿空掘巷窄煤柱合理宽度数值模拟研究

采用离散元数值模拟方法研究了大倾角煤层采动应力演化规律,并依此提出了考虑侧向支承压力峰值点位置的窄煤柱尺寸选取方法。结果表明:煤层倾角大时,工作面下部垂直应力大于上部,但工作面下部垂直应力集中程度小于上部;布置窄煤柱时,煤柱宽度应小于侧向支承压力峰值点到煤壁的距离,即将侧向支承压力峰值点位于下侧工作面煤体内;选取21051工作面与21071工作面之间窄煤柱尺寸3~5m,指导了矿井采面设计。     

太平煤矿大倾角松软煤层高应力区煤巷支护优化设计

煤矿采掘速度越来越快,松软煤层高应力区域支护效果差,无法保证巷道不发生漏冒变形.为解决此问题,设计了强力锚杆+金属网+W钢带+竹芭的钢带组合梁支护系统;采用五花形状布置锚索,在巷道两帮各打设1排锚索,顶部打设3排钢绞线,形成二次主动联合悬吊补强支护体系并投入实践,取得了良好的经济效益和社会效益,为同等条件下的煤巷掘...