受采动影响的近水平被保护层保护效果考察研究

为研究近水平保护层开采后被保护层的变形规律,采用数值分析方法模拟了保护层开采过程中上覆煤层的应力、位移变化情况,获得了保护层开采后上覆煤层的裂隙发育高度,及保护层开采范围内煤层的卸压膨胀变形量为8.16‰。利用煤层顶底板变形测定仪井下实测了保护层开采过程中被保护煤层的形变量,保护范围内被保护煤层工作面的走向方向、倾斜下方及倾斜上方变形量均大于3‰,保护层卸压充分,保护效果显著。     

松软低透煤层高压射流造穴强化抽采技术研究

为促进低透气性煤层瓦斯的预抽,消除煤层煤与瓦斯突出危险,采用高压射流冲孔造穴技术措施,构建高压射流冲孔造穴过程的煤体渗透率演化模型,并通过解算得到冲孔后煤体渗透率的演化及煤体内瓦斯运移的规律,即钻孔周围煤体的增透区半径随钻孔半径增加而线性增加。在新景矿进行冲孔造穴现场试验,结果表明：相较于直接预抽煤层瓦斯,采用高压射流冲孔造穴结合瓦斯抽采的措施可节省钻孔工程量,强化瓦斯抽采效果,且掘进过程中消除突出危险更有效,提高巷道的掘进速度,能够保证矿井安全生产。     

恒压条件井下煤样瓦斯解吸规律研究

为了准确测定煤层瓦斯含量,在煤矿井下采集煤样测定瓦斯解吸数据,运用法和幂函数法推算瓦斯损失量,结果表明:利用法推算损失量时,暴露时间7min,解吸时段16min推算的损失量较准确,利用幂函数法推算损失量时,暴露时间2min,解吸时段30min推算的损失量较准确,两种方法比较,法更符合此煤样的解吸规律。使用深孔定点取样装置采集煤样具有定点、快速及测值准确的优点。     

基于层次分析法的矿井瓦斯抽采基础条件达标评价

为解决煤矿企业在开展瓦斯抽采达标评价过程中遇到不全面、评价结论不能定量化的问题,建立了矿井瓦斯抽采基础条件达标评判指标体系,并采用了层次分析法确定了各个指标的权重值,建立了定量分析和定性分析相结合的瓦斯抽采基础条件达标评价模型,应用评价模型对矿井的抽采基础条件进行评价。结果表明：矿井瓦斯抽采基础条件为良好,其中矿井的抽采试验、抽采工艺设计及抽采管理是该矿井的薄弱环节,其原因是矿井人才储备不足,主要是具有设计、研究能力的瓦斯抽采专业技术性人才缺乏,符合矿井实际。     

超临界二氧化碳对煤体增透的作用机理及影响因素分析

在如今的双碳背景下,超临界二氧化碳压裂技术不仅能增透煤体,还能用于地质封存二氧化碳,因此其在煤炭领域越来越受到重视。然而超临界二氧化碳对煤体增透的作用机理和主要影响因素尚未明晰,故为掌握其作用机理,探究其主要影响因素,进行了数据处理和总结分析。首先,明确了超临界二氧化碳对煤体增透的作用机理主要包含3个方面：对煤体微观组分的改造作用、对煤基质的溶胀效应以及对煤中瓦斯的驱替作用。其次,阐述了影响超临界二氧化碳增透煤体的主要因素包含作用温度、作用压力、作用时间和煤体含水率,并得到了主要因素与煤体特性之间的关系：煤体孔隙率和渗透率会随着作用温度的升高而降低,随着作用压力、作用时间和煤体含水率的增加而增大,且其与作用压力和短时浸泡时间皆符合正指数函数关系;煤体力学强度会随着作用时间和含水率的增加而逐渐弱化,且抗压强度、弹性模量和抗拉强度与作用时间皆符合负指数函数关系。最后,对超临界二氧化碳增透煤体所存在的问题进行了探讨,指出现今研究忽略了浸泡次数对超临界二氧化碳增透煤体效果的影响,以及缺乏对主控因素和最佳增透条件的分析,可以仿照循环液氮致裂试验来进行超临界二氧化碳循环浸泡次数研究,可通过正交实验...     

羽状千米长钻孔抽采效果考察试验

探讨了羽状千米顺层长钻孔区域性预抽煤层瓦斯的特点和优越性,结合煤层瓦斯抽放理论,分析了钻孔瓦斯流量与负压及钻孔长度的关系,指出千米钻孔工艺是针对高瓦斯矿井区域性防突措施和井下煤层气开采的一种新型抽采技术。在山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司寺河煤矿西轨措施巷1号和2号千米钻孔的应用研究表明：区域煤层瓦斯预抽率可达42%以上,且在煤层透气性系数和抽放负压条件相对不变的前提下,钻孔越长,百米钻孔初始瓦斯流量就越大,衰减系数随之减小,相同的时间内抽采率亦相应升高。     

多级动态瓦斯地质分析系统的研究及应用

分析15号煤层的瓦斯地质控制因素,分析陷落柱、基岩厚度、顶底板岩性对瓦斯赋存的影响。根据五矿瓦斯地质赋存的特性,建立了多级智能瓦斯分析系统,并将矿井瓦斯及地质构造分布情况通过多级动态瓦斯地质图的形式展现,为矿井瓦斯治理的决策提供可靠依据。     

顺层钻孔瓦斯抽采流固耦合模型及数值模拟应用研究

基于构建的顺层钻孔瓦斯抽采流固耦合模型,利用COMSOL模拟软件,结合某矿3901工作面的实际情况,开展本煤层顺层钻孔不同瓦斯抽采时间、钻孔间距的数值模拟研究。结果表明,有效抽采半径随着抽采时间的增加先快速增加后逐渐变缓,有效抽采半径与抽采时间呈对数函数关系,当抽采时间超过180 d时,抽采时间对有效抽采半径的影响较小,考虑采掘接续确定该工作面合理的抽采时间为180 d;抽采钻孔间距对煤层瓦斯压力的下降和抽采效果影响显著,布孔间距越小钻孔之间瓦斯压力下降幅度越明显,为了有效避免了“空白带”和抽采的无效叠加,结合3901工作面的实际情况,确定瓦斯抽采180 d后最合理的钻孔间距为6 m。     

寺家庄矿区域消突评价的敏感指标及临界值确定

为了确定阳泉矿区区域消突的敏感指标及临界值,以寺家庄实测指标为样本,定性分析了区域消突指标的敏感性,同时利用灰关联分析法对消突指标的敏感性做了定量分析,并分析了突出因素与区域消突指标临界域的关系,最后通过三率分析法确定了寺家庄矿区域消突敏感指标为残余瓦斯含量,其临界值为7.5 m3/t。