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。     

平煤一矿瓦斯抽放钻孔有效抽放半径的研究

预抽煤层瓦斯必须通过抽放钻孔来实现,钻孔的抽放半径是影响瓦斯抽放效果的重要因素,科学、合理地测量有效抽放半径是提高瓦斯抽放率的必要条件。运用瓦斯流量法,结合现场考察及实际测定数据分析,最终确定了平煤一矿丁6煤层钻孔瓦斯有效抽放半径,详细叙述了瓦斯流量法测定瓦斯抽放半径的测定步骤,对其他煤矿瓦斯抽放钻孔有效抽放半径的测定具有一定的参考价值。     

穿层钻孔抽放煤层瓦斯数值模拟研究

矿井瓦斯抽放是解决煤矿瓦斯问题、提高资源使用效益、确保煤矿安全生产的一种有效方法。为合理安排矿井抽掘采接替关系,确定穿层钻孔抽放参数,根据煤层瓦斯流动理论、质量守恒方程、真实气体状态方程、气体压缩系数方程,并以朗格缪尔方程作为吸附瓦斯解吸的数学规律,建立了穿层钻孔抽放煤层瓦斯数学模型,采用有限差分数值方法编制了计算程序,以全隐式格式确保计算过程的稳定性,根据实测煤层瓦斯参数进行了数值模拟计算,获得了穿层钻孔抽放条件下钻孔周围瓦斯压力分布情况以及钻孔有效抽放半径等抽放参数。分析表明,低透气性煤层抽放钻孔周围容易形成较高的瓦斯压力梯度,且在有限的抽放时间内有效抽放半径较小。数值模拟结果与现场实践基本一致。     

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。     

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。     

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。     

宏鑫煤矿预抽钻孔瓦斯有效抽放半径测定

介绍了有效抽放半径的测定方法及现场施工,利用相对瓦斯压力指标来测定宏鑫煤矿B1煤层的钻孔抽采瓦斯的抽放影响半径和有效抽放半径。最终得出有效抽放半径与预抽时间的关系。可以有效避免无效重叠和空白带,提高工作效率。     

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。     

计算机模拟确定瓦斯抽放有效半径的方法研究

建立了钻孔周围煤体的瓦斯流动模型,编制了解算钻孔周围瓦斯流动的模拟程序,以此计算有效抽放半径和抽放时间的关系,提出了确定钻孔有效抽放半径的计算机模拟法.     

平山煤矿采空区高位钻孔瓦斯抽放数值模拟

针对平山煤矿首采煤层11011工作面采空区瓦斯浓度较高和上隅角瓦斯超限问题,提出高位钻孔瓦斯抽放的治理方案。基于采空区高位钻孔参数布置方程,计算分析了11011工作面采空区瓦斯抽放问题,并通过Fluent软件模拟了高位钻孔下采空区瓦斯浓度分布,直观展现了瓦斯浓度的分布变化。把高位钻孔布置在双"U"的外"U"中,离回风巷平距20 m处开孔,开孔高度为4 m。现场实验数据显示,该抽放技术使得上隅角瓦斯浓度低于0.5%。     

叠加效应影响下钻孔有效抽采半径的数值模拟及布孔间距优化

针对煤层瓦斯预抽钻孔布孔间距存在盲目性和不确定性等问题,以流固耦合原理为基础构建煤层瓦斯抽采流固耦合数学模型,借助FLUENT数值模拟软件对煤层瓦斯预抽钻孔有效抽采半径进行数值模拟研究,在多钻孔数值模拟的基础上对建新煤矿4207工作面煤层瓦斯预抽钻孔布孔参数进行了优化。结果表明:钻孔有效抽采半径随抽采时间的增加呈对数形式增大;多钻孔抽采时孔间相互扰动可产生抽采叠加效应,布孔间距越密集,钻孔之间瓦斯压力下降幅度越显著;在90 d的预抽期内,建新矿单孔抽采的有效半径为2.02 m,多孔抽采的布孔间距为2.86~4.50 m。结合煤层厚度提出了正三角形的布孔方式,经现场应用瓦斯参数达标,布孔方案切实有效。     

裂缝带顺层长钻孔瓦斯抽采技术研究

为进一步提高采空区裂缝带瓦斯抽采效果、降低矿井瓦斯治理成本,保证工作面安全回采,曙光煤矿引进大直径顶板定向长钻孔技术对工作面覆岩裂缝带瓦斯进行抽采,同时对高位定向钻孔布置层位及施工工艺进行了研究。现场工业性试验表明,垂直方向上定向钻孔层位布设于裂缝带中下部瓦斯聚集区域17.1~22.8 m;水平方向上钻孔分布范围距回风巷15~35 m,钻孔间距为10 m。与普通高位钻孔抽采技术相比,该套技术不仅大幅减少高位钻场数量和钻孔进尺量,显著缩短施工工期和降低施工成本,而且瓦斯抽采效果明显优于常规钻进技术,平均单孔瓦斯抽采纯量由0.15 m³/min提高到1.55 m³/min,提高了9倍;钻孔抽采寿命由18~33 d提高到146 d以上,提高了4倍以上。     

基于瓦斯流态的抽放半径确定方法

根据雷诺数把瓦斯从煤层中产出的流态划分为4类：扩散、低速非线性渗流、线性渗流和高速非线性渗流.在线性渗流区可采用达西定律计算抽放半径;在低速非线性渗流区可根据储层压力和启动压力梯度确定抽放半径.采用该方法对安阳红岭煤矿抽放半径进行了计算,计算结果与现场实测结果一致.     

相对压力指标法测定穿层钻孔抽采半径实践

介绍了李咀孜煤矿B4b煤层底板岩石穿层钻孔抽采瓦斯消突抽采半径的测定和测定方法,确定了合理的抽采半径,对矿井瓦斯治理工作有重要意义.     

聚隆煤矿钻孔有效抽放半径测定方案设计

在煤矿瓦斯抽放作业中,取得钻孔有效抽放半径,就可以合理布置抽放钻孔以达到最优设计、最小工程量和最佳抽放效果。分析了聚隆矿井瓦斯抽放能力与瓦斯压力,钻孔瓦斯衰减系数等影响因素之间的关系,通过数学模型预测抽放半径的范围,提出了测定聚隆煤矿2#煤层瓦斯抽放影响半径的设计方案。     

单一特厚煤层瓦斯有效抽放半径测定

介绍了瓦斯抽放钻孔有效抽放半径的测试方法,并通过采用钻孔测试法以瓦斯压力p及钻孔瓦斯浓度η为考察指标来确定亭南煤矿某一直径钻孔的有效瓦斯抽放半径。经过现场考察及对测定数据的分析,最终确定亭南煤矿4#煤层抽放钻孔的有效抽放半径及抽放时间,为煤矿的瓦斯抽放钻孔的合理布置提供了依据。     

高赋水煤层钻孔有效抽采半径测定技术研究

针对顾北矿4-1煤层顶板围岩高赋水的情况,基于相对压力指标法的原理及方法,通过采取优化钻孔设计、施工注浆孔与测试孔交叉布置等措施,对4-1煤层瓦斯有效抽采半径进行了测定。     

金龙煤矿顺层钻孔抽放半径测定技术实践

通过阐述在金龙煤矿21081工作面抽排放钻孔排放半径技术,浅析了突出矿井采煤工作面采用放顶煤采全高的消突顺层钻孔抽放半径的测定方法,为突出矿井消突工作面顺层抽放钻孔措施提供了依据。     

钻孔负压法测定瓦斯抽放半径的实践与应用

对平沟煤矿0908综采工作面煤壁前方卸压带、集中应力带应力分布及变形情况的原因进行了认真的剖析,并利用钻孔负压法对钻孔的瓦斯抽放半径进行了测定,同时详细叙述了钻孔负压法测定瓦斯抽放所需设备和测定步骤,并通过现场测定确定了钻孔的瓦斯抽放半径,为卸压带瓦斯抽放钻孔间距的设计提供了合理依据,确保了工作面的安全生产。     

基于瓦斯含量的相对压力测定有效半径技术

针对现有煤层瓦斯有效抽放半径测定方法实用性差的问题,基于瓦斯压力和瓦斯含量的抛物线方程关系,推导出瓦斯压力变化与瓦斯抽采率的关系,发明了基于瓦斯含量的相对压力测定有效半径技术。利用瓦斯压力随抽放时间的变化情况确定煤层瓦斯抽放半径与抽放时间的关系,进而确定抽放钻孔间距、抽放时间等抽放参数,避免了在设计抽放钻孔过程中出现抽放空白带和钻孔的无效重叠,提高了煤层瓦斯的抽采率。