钻孔抽放瓦斯渗流特性的气固耦合模型

随着矿井开采深度的增加,地应力、瓦斯压力、煤体特性等因素的变化对瓦斯渗流的影响越来越明显。根据钻孔抽放瓦斯的渗流特性与固体变形的基本理论,引入了固体力学和多孔介质流耦合的控制方程,同时考虑了分子滑脱效应对渗流的影响。建立了考虑抽放钻孔在不同的地应力、不同初始渗透率和不同抽放负压条件下,瓦斯运移与煤体变形相耦合作用的数学模型。通过研究钻孔抽放瓦斯过程中,在不同地应力和瓦斯压力的影响下,得出煤层渗透率和瓦斯运移的变化规律。     

顺层钻孔抽采煤层瓦斯固气耦合模型的建立与应用

将煤体看作双重孔隙单渗透率的特殊多孔介质,考虑煤层变形引起的孔隙率及渗透率变化,瓦斯的渗流扩散及吸附瓦斯解吸过程,建立了煤层瓦斯抽采固气耦合数学物理模型。利用COMSOL软件,模拟研究了钻孔抽采过程中煤层瓦斯的运移规律。研究结果表明:煤层中某一位置的渗流速度变化曲线会随着其与钻孔距离的变化而变化,距离钻孔越远渗流速度达到最大值所用的时间越长,渗流速度最大值也越小。研究结果对治理煤层瓦斯具有重要意义。     

高位钻孔抽放的瓦斯渗流研究

利用高位钻孔抽放裂隙带中的瓦斯,来防止工作面和上隅角的瓦斯超限是目前比较常用的方法之一。根据气体在岩层裂隙中的渗流机理,建立了处于裂隙带中的高位钻孔周围瓦斯渗流的数学模型,并进行求解。结果表明,该模型与现场试验的结果有很好的一致性。     

煤层钻孔瓦斯抽放参数模拟与应用

为了优化煤层钻孔瓦斯抽放参数,结合质量守恒定律和煤层瓦斯运移理论,以煤层抽放钻孔附近的瓦斯流场为研究对象,建立了瓦斯运移的数学模型。并以薛湖煤矿2307机巷掘进工作面为例,采用MATLAB对煤层钻孔瓦斯流场进行了数值模拟,并与矿井的实际瓦斯抽放情况作了对比分析,得出了适应该矿区煤层的瓦斯抽放参数。     

交叉钻孔抽放瓦斯的数值模拟分析

文章应用固流耦合理论 ,运用计算机数值模拟的方法 ,分析了交叉钻孔比平行钻孔提高瓦斯抽放率的机理 ,为应用交叉钻孔抽放瓦斯提供了理论依据。     

数值模拟在瓦斯抽放钻孔布置中的应用

为了获取合理的瓦斯抽放钻孔布置参数,以瓦斯渗流理论为基础,抽放钻孔周围径向流场为研究对象,建立了抽放钻孔周围瓦斯流动的数学模型。结合鹤煤九矿3104工作面具体开采条件,采用COMOSOL Multiphysics软件对钻孔瓦斯流场进行了数值模拟。实践表明:在该矿具体抽采条件下的瓦斯抽放钻孔布置参数是合理的。经抽放后效果检验,3104工作面消除了煤与瓦斯突出的危险性。     

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。     

基于ANSYS的瓦斯抽放时间及钻孔间距的分析

对五虎山煤矿1201综采工作面回风巷煤壁前方应力分布进行了分析,采用ANSYS有限元软件对工作面回风巷瓦斯抽放进行数值模拟,叙述了计算模型的建立过程,并绘制出网格划分图及瓦斯压力分布图。通过模拟结果确定了钻孔的瓦斯抽放半径和抽放时间,可在提高瓦斯抽放率的同时确保工作面的安全生产。     

煤层水平长钻孔抽放瓦斯

<正> 煤层预抽瓦斯的效果除与其自身透气性能有直接关系外,还与钻孔的表面积亦即煤体的暴露面积有关。在透气性能及有关抽放参数一定的情况下,钻孔抽出的瓦斯量与钻孔长度呈正比关系。因此,在一定的打钻能力下,尽可能地加大钻孔的长度往往可收到     

顶板高抽钻孔抽放瓦斯的应用

鸡西矿业集团正阳煤矿一采37#左六工作面应用顶板高位钻孔抽放瓦斯的技术,解决上隅角及回风瓦斯超限问题,为该矿在此煤层开采过程中解决瓦斯超限问题积累了经验,同时也为矿井开采其它相邻煤层治理瓦斯提供参考依据。     

寺河煤矿瓦斯抽放的试验研究

寺河煤矿通过在同一试验巷道中布置Φ113mm的二组孔间距分别为4m、6m和8m的平行钻孔,利用这些平行钻孔的实验数据,综合考察各组钻孔的瓦斯抽放效果。结果表明试验巷道所在煤层的水平钻孔最合理的孔间距为4m,同时也可以得出钻孔密度的增加有利于瓦斯预抽率的提高。     

基于复合钻进技术的煤层瓦斯抽采定向钻孔施工

滑动定向钻进技术是一种优秀的煤层瓦斯抽采钻孔施工技术,随着该项技术推广应用的不断深入,其逐渐暴露出钻进安全性差和不利于实现深孔钻进的问题。通过对复合钻进技术原理、特点介绍和分析,提出采用复合钻进技术与滑动定向钻进技术结合的方法解决上述问题。实践证明,复合钻进对于提高综合钻进效率、提高系统钻进能力、改善孔内环境以及实现钻孔轨迹精确控制均有积极意义,可作为煤矿井下安全、高效及深孔定向钻进新技术进行试验和推广。最后,针对当前煤层顶底板瓦斯、水害治理中滑动定向钻进技术存在的问题,提出进行顶底板岩层定向钻孔复合钻进技术研究的建议。     

基于非均质采空区渗流模型的高位钻孔瓦斯抽采效果预测分析

为了揭示采空区高位钻孔治理综采工作面瓦斯超限的作用机理及规律,以晋煤集团寺河煤矿W1308综采工作面为研究对象,利用UDEC离散元分析软件计算确定高位钻孔布置层位,利用UDF二次开发工具建立符合O型圈空隙分布特征的非均质采空区渗流模型,基于分源预测思想建立采空区瓦斯涌出源精准计算模型,最终形成W1308综采工作面采空区瓦斯贮存运移数值计算CFD模型,模拟得到高位钻孔作用下采空区气压场与瓦斯浓度场,并确定了高位钻孔最佳孔口负压为26.3 k Pa,现场实测与模拟结果相对误差小于10%,说明数值模拟方法可用于预测分析高位钻孔瓦斯抽采效果。研究结果表明:其他条件一定时,上隅角瓦斯浓度与回风巷瓦斯浓度随高位钻孔负压增大呈现先减小后增大变化规律,存在最佳孔口负压。     

基于渗流力学建立的煤层气井排水降压模型及排采规律分析

建立单井与群井储层压降漏斗计算模型,使用Matlab软件对柿庄南区块10口煤层气井4个排采时刻进行储层压降传播规律数值模拟分析,通过观察10口井排采动态图发现其形状可分为2类:一类是压降漏斗的横向扩展的速度是缓慢的,纵向扩展较快,这样的形状导致储层压降较大;另一类是压降漏斗横向传播快,纵向扩展的则较慢,煤储层压力在远离井筒地区下降不明显,近井地带则迅速增加。在群井共同排采的情况下,出现井间干扰现象可以增加煤层气总产量,使产气速度增加,同时井间干扰沿主应力方向表现出一定的方向性。     

基于顺层定向长钻孔的煤层瓦斯抽采试验研究

针对某煤矿3#煤层主运大巷掘进工作面瓦斯严重超限的情况,采用顺层定向长钻孔预抽煤层瓦斯防突措施对其进行瓦斯治理,分析了施工前后瓦斯抽采量、瓦斯含量参数的变化,并统计对比了钻孔抽采工程量。     

煤矿瓦斯抽采钻进钻具级配技术

瓦斯地质钻探中,由于采用的排渣介质不同、应用的工艺方法不同、处理事故的方法较多,钻具级配关系也呈现多样化.针对这些问题,结合在多年煤矿工作的经验,对煤矿常用的钻具级配关系进行了总结,并对钻具级配中遇到的一些常见问题进行了分析并对处理问题的方法进行了解答,对现场选用最佳钻具级配具有指导意义.     

底板钻场瓦斯抽放

介绍杏花矿在回采西二采区28#右三采煤工作面时,采用施工煤层底板钻场抽放瓦斯,有效地控制了28#以下煤层瓦斯向上涌出,为今后综合治理高瓦斯涌出采煤工作面提供了依据。     

ZFF-25型超前排放瓦斯钻孔专用钻机的研制

介绍了一种适应瓦斯超前排放钻孔要求,能利用现有凿岩机气腿的轻便型风动钻机。试验表明该钻机参数选择合理、结构紧凑、操作方便,为煤矿提供了一种新型的实用装备。     

瓦斯抽放钻孔封孔技术的应用

采用水泥石膏浆机械封孔新工艺,能够有效提高抽放钻孔封孔质量,提高抽放效果。     

基于采空区瓦斯运移规律的抽采钻场设计

为了对高瓦斯工作面采空区抽采钻场进行设计,使采空区及工作面上隅角瓦斯得到有效控制,通过数值模拟分析了采场覆岩结构及裂隙发育规律;根据模拟结果利用实验室试验分析了抽采钻孔在不同位置时采空区瓦斯的运移规律,得出终孔位置距煤层顶板上方30m左右,距回风巷水平距离10～20m时抽采效果最佳;且终孔高度应根据工作面覆岩结构形态有所区别,靠近回风巷的钻孔高度应控制在规则冒落带上部,靠近工作面中部的钻孔应布置在裂隙带内。