变温过程瓦斯解吸量变化规律研究

为了实验模拟低温取心过程中瓦斯解吸特性,为低温取心技术提供理论参考,选用山西柳林兴无煤矿煤样,依托低温取心模拟装置,采用干冰为制冷剂,开展一定加热功率下的变温解吸。实验结果表明:伴随煤心温度变化,解吸量变化分为3个阶段:前期增加阶段、中期稳定阶段、后期增加阶段。一定加热功率下,随着吸附平衡压力的增大,前期增加阶段与后期增加阶段瓦斯解吸量增大,中期稳定阶段时间有缩短的趋势;某一温度点以下的瓦斯解吸量随着吸附平衡压力的增大而增大。     

降温促进煤体对瓦斯吸附效应的试验研究

为了减少煤样取心过程瓦斯漏失量和准确测定煤层瓦斯含量,提出了煤样冷冻取心技术,并开展了环境温度对煤体瓦斯吸附特性的影响研究。采用自制温控吸附装置,在20、-10、-20、-30℃条件下,对不同变质程度的无烟煤、贫煤、气肥煤的瓦斯等温吸附特性进行测试,分析环境温度对煤体瓦斯吸附特性影响,研究煤体降温对促进瓦斯吸附的影响规律。研究结果表明:煤体瓦斯饱和吸附量随温度降低线性增大,且随单位温度降低,气肥煤、贫煤和无烟煤饱和吸附量分别增大0.130、0.148、0.189 cm3/g。同时环境温度降低,随之瓦斯吸附平衡压力增大,煤体瓦斯吸附增量百分比先速减,而后缓减直至趋于稳定。降温促进了煤体对瓦斯的吸附,且环境温度越低,煤体对瓦斯的促吸效果越明显。同一吸附平衡压力下,降低单位温度瓦斯吸附增量百分比仅与煤的性质有关,与其温度环境无关。     

吸附平衡时间对瓦斯放散初速度的影响

安全生产行业标准AQ 1080—2009《煤的瓦斯放散初速度指标(Δp)测定方法》中规定的煤样吸附时间为90 min,为了验证该标准在具体应用中的局限性,选用5个煤矿挥发分相差较大的煤样进行瓦斯放散初速度测定试验,分析了吸附平衡时间对瓦斯放散初速度的影响,研究了不同变质程度煤样的吸附平衡时间对瓦斯放散初速度的影响规律。试验结果表明:煤的挥发分越低,所需的吸附平衡时间越长,瓦斯放散初速度的测值越高;瓦斯放散初速度受吸附平衡时间的影响较大,吸附平衡时间超过90 min后,瓦斯放散初速度仍在不断增加,最终趋于稳定。最后通过试验分析了现用标准对不同煤种的适用性,说明《煤的瓦斯放散初速度指标(Δp)测定方法》规定的吸附时间具有一定局限性,尤其对于高变质程度的煤样,其测值达不到吸附饱和值的要求,应适当延长吸附平衡时间。     

基于低温氮吸附法和压汞法的煤样孔隙研究

为了研究无烟煤的孔隙结构特征,采用压汞法和低温氮吸附法对寺河矿煤样进行孔隙特征研究,结果表明该煤样的低温氮吸附等温线接近Ⅰ型,煤中的微孔尤其是小于2 nm的孔构成煤层瓦斯的吸附空间;压汞曲线没有滞后环,多分布圆柱形孔和Ⅴ形孔,大孔、可见孔和裂隙比较发育,构成煤的渗透容积,有利于瓦斯流动,从而有利于瓦斯抽采。低温氮吸附法测试煤的比表面积比较优越,而压汞法测试煤的孔体积分布比较准确,因此将2种方法结合使用,可以更全面地分析无烟煤的孔隙结构。     

注气置换煤层甲烷技术机理的研究现状

为了深入研究注气置换煤层甲烷技术的机理,在对国内外注气置换煤层甲烷技术机理研究的基础上,得出了注气置换煤层甲烷技术的作用机理主要有5个方面,即注入气体置换作用机理、降低甲烷分压的作用机理、筛滤吸附置换作用机理、提高煤层甲烷扩散-渗流速度作用机理和压裂增透作用机理,并分析了在注气置换煤层甲烷技术机理研究方面存在的问题,探讨了该技术的研究方向。     

立井井筒揭煤瓦斯排放钻孔布置参数的确定方法

针对立井揭煤瓦斯排放钻孔的环形布置方式,建立了钻孔设计参数的数学模型,并完成了排放钻孔相关参数的计算,提高了钻孔设计质量和实用性。     

成庄矿3#煤层瓦斯赋存影响因素分析

 通过分析成庄矿3#煤层瓦斯含量值与井田地质构造关系,运用地质构造理论及相应的瓦斯含量变化数学模型,分析了成庄井田的瓦斯赋存特征,从瓦斯地质学的角度阐述了3#煤层瓦斯赋存与井田地质构造、煤层埋藏深度、煤层水分含量、煤层基岩厚度及顶板岩石厚度的关系,初步分析了井田内瓦斯赋存的有效影响因素,为今后有效地进行瓦斯预测及防治提供理论依据。     

真实取心过程中煤心瓦斯扩散规律模拟测试

为揭示取心过程中取心管管壁与煤层摩擦引起的温度变化,研究真实取心过程煤心瓦斯扩散规律,进行了取心管取心过程管壁温度现场测试和不同条件下取心管取心过程瓦斯扩散规律模拟测试。结果表明:取心过程温度变化主要分为缓慢升温阶段、快速升温阶段和缓慢降温阶段。取心管煤心瓦斯扩散规律模拟测试共设置3组模拟试验:同一煤心瓦斯压力下,恒定环境温度中煤心瓦斯解吸量小于取心管取心过程中解吸量;在同一煤心瓦斯压力和管壁升温速率条件下,取心深度越大,煤心瓦斯解吸量越大,不同取心深度的煤心瓦斯累计解吸量区别较小影响瓦斯损失量的主要因素是时间;在同一煤心瓦斯压力和取心深度条件下,煤心瓦斯解吸量随管壁升温速率的升高而增大。在进行煤层瓦斯含量现场测定时,应尽可能降低煤心温度、减小取心时间,从而抑制瓦斯含量的损失,提高瓦斯含量测定的准确性。     

鹤壁六矿水力挤出消突措施参数研究及应用

鹤壁六矿属于瓦斯突出矿井,掘进速度仅30m／月,矿井采掘接替严重失调．为了快速、有效地消除煤巷掘进工作面的突出危险性,结合六矿煤层赋存特点,采取水力挤出消突措施．运用水力挤出消突措施的工艺,以现场实测的大量数据为基础,通过对不同注水压力下消突效果研究,确定适合六矿水力挤出快速消突技术措施合理参数．制定了水力挤出综合防突技术工艺,有效消除煤巷掘进工作面的突出危险性,提高煤巷掘进进度,达到高产高效的目的,提高煤矿的经济效益．     

煤矿瓦斯异常带超前判识技术

在煤层开采过程中,经常会遇到一些瓦斯异常带,在这些异常带(特别是高瓦斯带)进行采掘作业时,推进速度不但缓慢,而且极易造成瓦斯突出或瓦斯爆炸事故.对于这种情况,运用煤矿瓦斯异常带超前判识技术就能得到很好解决.本文在分析瓦斯异常带成因的基础上,采用趋势分析方法,用趋势面来模拟瓦斯带的分布规律,设定趋势分析剩余值的阈值即可以划定出瓦斯异常带.对不同的异常带采用不同的瓦斯治理措施,可以做到有的放矢,取得良好的经济效益和社会效益.将本技术应用于平顶山十矿戊9-10煤层,结果表明,用趋势面剩余值作为超前判识煤层中的瓦斯异常带的特征参量,不仅合理、可行,而且其判识结果也具有很高的可靠性.