水力割缝空间分布模式对煤层卸压增透的作用规律

水力割缝技术是实现煤层卸压增透的有效手段,目前由水力割缝技术形成的致裂裂缝空间分布模式对煤层卸压增透的作用规律尚不明确。本文采用颗粒流模拟方法(PFC2D)对内含不同角度单缝及不同空间排布方式多缝的煤体开展了单轴压缩数值模拟试验,针对水力割缝周围微裂缝大量发育与连通促使煤层卸压增透的物理机制,提出了评价煤层割缝卸压增透效果的2个指标:加载过程中微裂缝显著产生时的单轴应力门限(σγ)与多条割缝的连通性。其中,σγ越低、多条割缝的连通性越强,割缝间的微裂缝越容易在低应力条件下形成并相互连通,割缝的卸压增透效果越好。模拟结果表明,单条割缝与煤体边界最大主应力方向夹角(α)呈90°时γ最小(3.2MPa);2条割缝(α为90°)排布方向与煤体边界最大主应力方向(割缝排布角β)呈45°时,水力割缝间具有最高的连通性与较低的应力门限(σγ为2.4 MPa);3条割缝(α为90°且β为45°)呈折线型交错排布模式时,割缝间的连通程度最高,且σγ较双割缝进一步降低了16.7%。通过上述模拟结果,确定了有利于煤层卸压增透的割缝最优空间分布模式,即α为90°的多条割缝以45°的排布角(β)交错分布。     

顺层钻孔瓦斯抽采半径的关键影响因素数值模拟研究

为考察顺层钻孔设计参数的差异对瓦斯抽采半径的影响,采用COMSOL数值模拟研究瓦斯抽采半径在不同钻孔布置方式和设计参数下的影响规律。研究发现,消突区域随着抽采钻孔间距的增大而增大,不同钻孔间隔下的布置方式对抽采效果有较大影响。另外,消突区域直径随着钻孔直径的增大也逐渐增大,相比单个顺层钻孔,钻孔耦合时,钻孔直径的变化对瓦斯抽采效果影响不大,因此在顺层多孔耦合的条件下,通过增大钻孔直径的方法来扩大消突区域是不可行的。随着抽采时间的延长,顺层、多孔耦合钻孔的消突区域逐渐增大,其消突区域有一个阈值,一段时间后,再继续抽采瓦斯已经没有效果。随着抽采负压的增大,钻孔抽采影响半径有小范围增大,但增大的幅度远远小于抽采负压的增大幅度,直到稳定在某个定值上。随着抽采时间的增加,顺层钻孔单孔的抽采瓦斯流量逐渐降低,且降低的幅度逐渐减弱,最终逐渐靠近于某一个定值。单孔瓦斯流量与抽采时间之间呈现指数关系,并对此结论进行现场验证,研究结果对煤矿顺层瓦斯抽采钻孔设计具有一定指导意义。     

高瓦斯矿井瓦斯零超限管控体系研究

以高瓦斯矿井四川广旺公司赵家坝煤矿为例,针对赵家坝煤矿在瓦斯治理方面的缺陷和不足,通过分析导致煤矿高瓦斯的主要原因,研究了矿井瓦斯零超限的管控技术,形成了 一套适用于赵家坝煤矿的,由瓦斯抽采系统、通风系统、新型供配电系统和监测监控系统组成的瓦斯零超限管控体系,对瓦斯超限治理过程中可能衍生出来的灾害进行了全面防治,实现了...     

定向分支长钻孔区域瓦斯治理技术研究

针对单一低渗突出煤层瓦斯治理工作量大、成本高等问题,层底板中实施定向穿层长钻孔,达到高效抽采,提出定向分支长钻孔区域瓦斯治理技术.运用千米定向钻机在煤层中抽采瓦斯,通过深孔密闭取样装置和技术,验证区域钻孔钻屑量S主要在3.2 ～4.2 kg/m,钻孔瓦斯涌出初速度q＜2.8 L/min,达到了防突目的 .     

等离子体对煤体选择性破碎的实验与数值模拟分析

为了研究等离子体冲击作用下煤体内部的裂隙扩展规律，利用自主搭建的等离子体冲击实验平台，并通过实验和数值模拟相结合的方法对等离子体冲击作用下煤体的破碎规律进行了研究。实验中以等离子体破碎的煤体为对象，并结合三维可视化软件Dragonfly提取了红柳烟煤在等离子体作用下的裂隙相、矿物相，深入分析了等离子体冲击后煤体内部裂隙沿着不同方向的扩展规律。并以数值模拟软件Comsol Multiphysics为基础分析了等离子体冲击作用下含矿物煤体内部的电场强度分布规律。实验结果表明，等离子体冲击作用下在煤体内部形成相互贯通的空间裂隙网络，且裂纹呈现出由电极中心向四周发散的状态，在靠近电极的两端破碎效果较好，表明煤体的破碎效果与电场的集中程度正相关，电场越集中，能量越大，破碎效果越好。此外，裂隙在轴向和平面上均具有沿着矿物分布的特征，说明在等离子体作用下矿物与煤体分界面处产生了电场的畸变，引发了应力的集中，矿物的分布对裂隙存在着诱导作用。通过数值模拟验证了煤体中矿物和孔隙的存在对电场存在的影响规律，结果表明电场强度会在介电常数不同的介质中发生畸变，当电场穿过高介电常数的介质时会在介质内部形成较低的场强，当电场穿过低介电常数的介质时会在介质内部形成较高的场强。数值模拟得到的电场畸变的结果是对实验结果补充说明，实验所得到的结论是数值模拟宏观结果的体现与验证。     

瓦斯爆炸冲击波在采煤工作面巷网中传播特性的数值模拟

为了探索冲击波在首尾相连巷网中的传播特性,运用AutoReaGas软件模拟了瓦斯爆炸冲击波沿着进风巷和回风巷传播的超压和温度的变化规律。研究结果表明：冲击波在采煤工作面首尾相连巷网中传播时,超压峰值和最高温度不断减小;相向传播的两个冲击波发生叠加效应,使超压峰值增大,相向传播的火焰锋面产生抑制作用,使最高温度降低;在联络巷的中点之前,最高温度沿着巷网的变化规律与冲击波超压峰值的变化规律基本一致;进回风巷对应测点的超压峰值和最高温度基本相同,冲击波经过两条巷道的传播特性基本一致。在煤矿井下瓦斯爆炸发生叠加的位置附近是爆炸破坏较严重的区域,应采取相应的预防措施,减少瓦斯爆炸带来的损失。     

火成岩与断层群联合控制下瓦斯异常赋存规律

通过对塔山矿一、二盘区21个煤样的瓦斯含量、吸附常数等参数进行对比分析,结果表明:断层群对区域瓦斯赋存有明显的控制作用,导致一盘区瓦斯含量较低,二盘区瓦斯含量较高;在火成岩的影响下,煤的变质程度增大,吸附瓦斯的能力强;瓦斯含量最大值出现在火成岩侵入边界附近。研究结果可以为火成岩和断层群联合控制作用下瓦斯赋存机理研究及瓦斯治理工作提供参考。     

乡镇企业实施绿色营销战略初探

一、乡镇企业实施绿色营销战略的必要性英国威尔斯大学教授肯·毕提 (Ken Peattie)指出 :“绿色营销是一种能辨识、预期及符合消费者与社会需要 ,并且可带来利润及永续经营的管理过程”。绿色营销的目的是为了“求取企业 ,环境与社会的和谐均衡共生”。它最突出的特点是充分顾及到环境保护问题 ,体现了强烈的社会责任感。它要求企业从产品设计、生产到销售的整个经营活动中都能履行环境保护的责任和义务 ,做到节能节源、安全、卫生、无公害等。2 0年来 ,我国乡镇企业异军突起 ,成为农村经济的主体力量和国民经济的重要组成部分。截至 1 999…     

割缝与压裂协同增透技术参数数值模拟与试验

针对古汉山矿低透气性煤层穿层抽采钻孔卸压不充分的问题,提出了割缝与压裂协同增透技术,基于弹性断裂力学和Biot经典渗流力学理论,采用数值模拟的方法,分析了割缝钻孔与压裂钻孔协同布置时不同条件下压裂裂缝扩展规律,确定割缝钻孔与压裂钻孔水平距离为4 m时压裂效果较好,缝槽相对于水平方向的倾角应避免为45°,割缝钻孔形成的缝槽可以控制压裂裂缝的扩展方向,裂缝影响范围内应力由约8 MPa下降至4 MPa以内。现场试验表明,距割缝钻孔2 m以内的煤体发生了位移,协同割缝钻孔的瓦斯抽采纯量是割缝钻孔的2.3倍,是普通钻孔的7.8倍,协同压裂钻孔的瓦斯抽采纯量是压裂钻孔的2.1倍,普通钻孔的5倍,瓦斯抽采效率显著提高。     

水力压裂技术在提高煤层瓦斯抽采效果的研究与应用

为了提高低透气性煤层瓦斯渗透率和瓦斯抽采效果，利用模拟软件计算了煤层水力压裂孔径和地应力对压裂效果的影响，并进行了工程试验。模拟结果表明，大压裂孔孔径对压裂效果起到促进作用，高地应力对压裂效果起到抑制作用；现场试验结果表明，在煤层中实施水力压裂增透技术后，钻孔瓦斯涌出量衰减度降低了67.65%,煤层透气性提高了30多倍，表明在低透气性煤层中实施水力压裂增透技术能大幅度提高煤层瓦斯抽采效果。