基于煤体结构的瓦斯运移产出特征研究

通过对瓦斯流态判别方法的分析,建立了基于GSI的流态判别方法,分析了GSI≥45和GSI45的煤体的瓦斯运移产出规律,结果显示:GSI≥65的煤体结构,层理/割理成为瓦斯运移产出的主控因素,如果存在启动压力梯度,且超过瓦斯压力梯度则会出现扩散-渗流或扩散2种运移模式;对于GSI=45~65的煤体结构,可以达到线性渗流甚至高速非线性渗流(紊流),基质块内部瓦斯依靠扩散进行运移;对于GSI45的煤体结构,其瓦斯运移产出模式为两级扩散。     

低透气性高瓦斯煤层钻冲一体化卸压抽采技术研究与应用

为了消除低透气性高瓦斯煤层的突出危险性,以安阳矿区龙山煤矿25051下底抽巷为研究背景,对穿层水力钻冲一体化增透技术的施工工艺及增透效果进行了研究。工业性试验表明,钻冲一体化卸压增透作业可提高煤层的瓦斯抽采效果,从而解决低透气性煤层开采过程中的瓦斯问题。     

便携式瓦斯抽采参数检测装置的应用

便携式煤矿井下瓦斯抽采参数检测装置配合压差计和瓦斯综合参数测定仪可实现井下瓦斯抽采钻孔任一单孔或者孔组的流量、浓度、负压、温度测试,同时还可校对现场常用的瓦斯综合参数测定仪的准确性。该装置具有准确度高、结构简单、成本低廉、使用简便快捷等特点,解决煤矿井下抽采钻孔单孔或者部分孔组未安装导流管,无法实现流量、浓度等参数测试,从而保障抽采参数测试的全面性、准确性和可靠性。     

断层对工作面冲击危险性影响数值模拟研究

采用FLAC3D数值模拟软件,研究了断层带附近采动影响下支承压力的变化规律。研究认为,随着工作面与断层距离缩小,工作面前方的煤岩体应力集中系数呈现不断上升趋势,冲击危险性也随之增加,当工作面推进至断层带20 m时,必须采取有效的防冲措施达到弱化冲击强度的目的。该研究对附近有断层工作面的采场布置及采掘作业具有参考价值和指导意义。     

寺家庄矿掘进工作面瓦斯流量影响因素分析

瓦斯流量的大小直接关系到煤矿的掘进方式、开采方式、瓦斯治理方式和瓦斯抽放方式等,所以瓦斯流量测试具有十分重要的意义。文章试图通过煤层瓦斯流量的测试来分析瓦斯流量大小的影响因素。阳煤集团寺家庄矿属于高瓦斯突出矿井,瓦斯灾害严重,在掘进期间发生十余次突出,通过分析寺家庄矿15号煤的瓦斯流量测试的影响因素,为阳煤集团寺家庄矿瓦斯综合治理提供依据。     

煤层水力冲孔喷嘴的设计研究

冲孔器是煤层水力冲孔的关键设备,为提高冲孔效果和效率,设计了一种结构简单、安装使用方便的水射流喷嘴。通过理论分析和计算推导,得到喷嘴直径、效率以及作用力的计算公式,并利用数值模拟软件分析了喷嘴收缩角、长径比对喷射效果的影响。结果表明：喷嘴直径是影响水力冲孔效果的关键因素;并且当收缩角取10°～15°、长径比取2～3时,水力冲孔效果最好,效率最高。     

瓦斯抽采地质单元划分及评价方法

煤系地层形成后经历多期构造运动,瓦斯赋存、运移地质条件复杂,表现为煤体结构组合多样化、矿井构造复杂化、顶底板岩层非均质化、水文地质条件差异化,仅仅依靠地质勘查时期以探煤为目的的地质资料,难以为瓦斯抽采和强化工艺实施提供可靠的地质依据。基于河南能源化工集团中马村矿的应用实践,开展了瓦斯抽采地质单元划分及评价方法研究。通过系统分析矿井地质构造、水文地质、煤层和顶底板组合特征及物性特征,确定瓦斯抽采地质单元划分原则,通过对矿井抽采单元进行科学划分和评价为矿井瓦斯抽采科学部署,强化增透技术设计提供科学依据。     

钻孔瓦斯动态涌出规律的实验研究

为深入探讨钻孔瓦斯动态涌出规律,设计了煤层模拟装置及钻进过程中钻孔瓦斯涌出速度测定装置,依照均匀设计方法确定了实验方案,运用动态测试技术进行了钻孔瓦斯涌出速度模拟测试。研究表明,动态测试技术可成功捕捉钻孔瓦斯涌出初始时刻的最大速度变化率,其出现在测试过程的前5 s,并且随煤层吸附瓦斯压力的增大而增大,该变化趋势反映了煤...     

不同扩孔半径下的钻孔水力压裂数值模拟研究

利用RFPA数值模拟软件构建了钻孔水力压裂数值物理模型,分析了应力平衡状态对钻孔水力压裂的影响,研究了不同扩孔半径下的钻孔水压裂纹的发展演化规律。研究得出:破煤压力在钻孔开挖完待应力平衡后加载水压明显降低;随着钻孔扩孔半径的增加,破煤压力、分支裂纹初现水压、最终水压及平均范围角都将降低,水压主裂纹的长度将增加。研究为煤矿井下现场实施水力压裂技术提供了一定的理论支撑。     

基于多场耦合数学模型的机械造穴数值模拟研究

通过构建机械造穴瓦斯运移应力场、渗流场及裂隙场多场耦合数学模型和几何模型,结合鹤煤九矿煤层参数,利用COMSOL多物理场数值模拟软件,针对不同造穴直径、抽采时间和造穴长度等参数下的瓦斯抽采运移规律开展了数值模拟,结果表明：首先,机械造穴可增大围岩的塑性区半径、煤层渗透率与孔隙率,扩大瓦斯抽采半径和影响范围,提高了煤层卸压增透效果,使抽采达标时间大幅缩短;其次,实施机械造穴工艺时,增加造穴长度对于增加瓦斯抽采有效影响范围优于增加造穴半径。该研究为煤矿井下现场实施机械造穴技术提供了科学依据。