用标准孔板流量计测定抽放瓦斯流量的计算方法探讨

标准孔板流量计是目前计量气体流量最为精确的计量器具,针对目前计算标准孔板流量计流量的三种方法,按照煤矿瓦斯抽放管道内混合气体状态,对三种计算方法的计算误差进行了探讨,得出使用"流量系数法"计算孔板流量计流量,计算精度完全能够满足矿井瓦斯抽放工程需要的结论。     

煤矿瓦斯抽采流量监测常见问题及分析

瓦斯抽采计量监测的流量值与人工检测对比存在较大误差，结合工作实践进行分析模拟抽采管路转弯、蝶阀、变径及孔板等对流量的影响，总结造成此类问题的外部原因以及日常管理的注意事项，为瓦斯抽采监测计量管理提供参考。     

煤矿瓦斯抽采准确计量技术试验研究

针对郑州矿区部分矿井瓦斯抽采在线监测系统故障率高、抽采监测数据不准确的现状,提出应从规范瓦斯抽采在线监测系统传感器选型及安装着手,通过定期对传感器进行调校、抽采工况流量转换为标况流量进行累计计算等实现准确计量。为测试瓦斯抽采流量传感器测值是否准确,采用皮托管及孔板流量计测定抽采流量进行验证,以满足矿井采掘工作面瓦斯抽采达标工作需要。     

孔板流量计在煤矿瓦斯抽采计量中的应用及常见问题分析

孔板流量计在煤矿瓦斯抽采计量中有广泛应用,但在多个煤矿并未得到正确的使用。为解决因人为或技术原因导致孔板流量计在使用中存在的问题,通过对孔板流量计在选型、安装、计算及维护各环节存在的问题予以分析,明确了正确的使用要求。引导使用者正确使用,促进孔板流量计在瓦斯抽采计量中得以准确计量。     

孔板流量计在瓦斯抽放流量测量方面的应用

该文介绍了孔板流量计的工作原理、构造、安装、取压方式、实际测量及存在问题等几个方面,便于使用孔板流量计进行计量的煤矿工作人员了解、熟悉、掌握并正确安装、使用孔板流量计,可以提高瓦斯抽放流量的测量精度,减少误差。     

旋进漩涡流量计在瓦斯抽采自动计量系统中的应用

瓦斯抽采计量是瓦斯抽采管理中最重要的一环,计量装置的选择是瓦斯抽采计量的关键。旋进漩涡流量计是一种自动计量型气体流量计,其结构简单、安装方便,井下适应性强,通过对瓦斯抽采现场使用情况的考证,明确其具有一定的准确性和可靠性,为瓦斯抽采自动计量提供可靠的数据支持,具有一定的应用推广意义。     

瓦斯抽放钻孔管路连接方式优化改造

瓦斯抽采技术中的钻孔到主管的管路连接方式,各个煤矿各不相同,存在装置结构简单,易积水影响抽放效率等问题,并且由于观测装置(孔板流量计)安装的不规范、不标准,影响瓦斯抽放孔数据观测采集的准确性,不能有效把握瓦斯抽放效果。为此,针对原有钻孔管路连接方式进行了优化改造,通过现场试验和应用取得了很好的效果。     

孔板流量计测量原理及流量计算存在问题分析

在用孔板流量计测量和计算瓦斯抽采量的过程中,发现孔板流量计计算公式繁多;系数数值各不相同;测量和计算出的流量不准确;有些公式没有标明所算出的流量是工况状态下的量还是标准状态下的量,等等许多问题。为此,通过对孔板流量计结构、测量原理、公式来源的分析,找到合理准确的公式,澄清工作中遇到的问题,便于实际应用。     

相邻煤层钻孔抽采瓦斯效果的观测和分析

根据相邻煤层钻孔瓦斯抽采流量与时间的观测数据,计算了贺西煤矿3号和4号煤层钻孔瓦斯初始流量、衰减系数、煤层透气性系数。研究表明3号煤层卸压保护开采,使4号煤层钻孔瓦斯初始流量和极限抽采量小于3号煤层,而衰减系数和煤层透气性系数却大于3号煤层;影响钻孔瓦斯流量和浓度主要因素是封孔质量。因此,建议延长3号煤层抽采时间,加大4号煤层孔间距,提高封孔质量以提高各煤层综合抽采效果。     

CGWZ-100循环自激式流量计在煤矿瓦斯监测中的应用

针对煤矿管道瓦斯流量计量的现状,对常用的管道瓦斯流量计进行了比较分析,介绍了循环自激式新型流量计量技术。研制的CGWZ-100型循环自激式流量计,在井下钻场瓦斯抽采流量监测和煤矿瓦斯CDM计量监测系统中得到了广泛应用,性能稳定,测定数据准确可靠,无阻力损失,并且能够防尘防水,是一款性能优良、工作可靠的流量测量仪器,具备极高的应用推广价值。     

地面井“三圈”耦合瓦斯抽采技术理论与应用

针对地面井瓦斯抽采浓度低、产气量少、抽采周期短的问题，通过“三圈”对地面井瓦斯运移影响的机理进行分析，同时优化地面井布井位置，在首山一矿开展了采动区、采空区地面井瓦斯抽采试验。结果表明，采动裂隙圈影响地面井的单日产气量，采空区裂隙圈影响地面井的产气周期，覆岩垂直裂隙圈影响地面井的产气浓度，回采作业对于上覆邻近煤层具有一定的卸压效果。采动井布置在采动裂隙圈、采空区裂隙圈和覆岩垂直裂隙圈耦合区域内，抽采浓度高，单井产气量高且产气周期长，其中SSCD-06采动井布置于“三圈”耦合区域内，产气浓度持续100%,最高日抽采量可达4.1万m³,已持续产气260 d,累计产气260.7万m³。研究结果验证了地面井“三圈”耦合瓦斯抽采技术的优越性，对优化地面井瓦斯抽采布置方案具有重要的指导意义。     

综采放顶煤工作面高位巷抽采关键技术研究

为了保证九里山矿1508工作面采空区瓦斯治理效果，通过现场数据测定、实验考察和理论分析，研究了推进度、抽采负压、抽采管网等高位巷抽采关键参数。研究结果表明，工作面煤层越厚、推进度越快，瓦斯涌出量越大；孔抽期间理想抽采负压为25～30 kPa、巷抽期间理想抽采负压为5～10 kPa，高位巷并联支路及管路阻力会影响高位巷的抽采效果。     

煤炭易自燃煤层采空区温度预测方法研究

常用温度预测方法建立的温度预测模型，多采用正向传播的方式，导致温度预测结果与实际测量结果存在较大的误差。针对该问题，提出煤炭易自燃煤层采空区温度预测方法。根据采空区中存在的易燃气体，选择气体浓度传感器采集样本数据，并针对数据采集过程中存在的缺失、重复、多单位等问题进行删除、填充和归一化处理；引入神经网络，建立温度预测模型，采用正向传播和反向传播2种方式训练模型误差；从平均绝对误差、平均绝对百分比误差、均方根误差和判定系数4个方面检验温度预测模型，输出温度预测结果。实验结果表明:设计煤炭易自燃煤层采空区场景，研究方法的预测温度结果与测量温度结果之间的绝对误差小于1，相对误差小于0.01，可认为所述温度预测方法具有较好的精度，能够为煤炭开采提供一定的参考价值。     

基于脉冲气流注入的聚合物配液罐携聚器优化

油田聚合物驱常规聚合物配液罐采用液体携带聚合物，配聚过程中常出现聚合物大颗粒聚集，即“鱼眼”现象，造成地面管道及地层堵塞。为减少该现象，通过有限元方法，开展基于文丘里管气体脉冲注入的聚合物配液罐携聚器优化，采用脉冲气流携带的注入方式将聚合物颗粒携带进配液罐中，实现高效携带；研究不同脉冲强度、脉冲波形对携聚效果的影响。结果表明，强脉冲差异和脉冲间隙综合作用可使气流对难运移的聚合物颗粒具有较强的携带能力；针对性优化最短脉冲时间，优选出最佳脉冲参数为20次/s的三角形波；脉冲气流注入能够有效减少聚合物成团聚集，减少搅拌器的剪切作用，保护聚合物结构，对地面管线的安全运行以及地层多孔介质内的稳定渗流具有重要作用。     

基于COMSOL钻孔有效抽采半径测定的数值模拟研究

为了准确测定霍尔辛赫煤矿3308工作面煤层钻孔有效抽采半径，合理布置钻孔间距，结合现场实测的煤层瓦斯压力和渗透率等参数，运用COMSOL-Multiphysics仿真软件对3308工作面钻孔的瓦斯涌出规律和有效抽采半径进行了模拟分析，并进行了现场实测验证。结果表明:有效抽采半径随着抽采时间的推进不断增大并最终趋于恒定值，整体呈正指数函数关系；瓦斯预抽率随着与钻孔距离的增加而不断减小并最终趋于恒定值，整体呈负指数函数关系；数值模拟和现场实测结果较为一致，钻孔有效抽采半径略大于1.5 m，现场每间隔3.0 m布置1个钻孔可大大提高煤层瓦斯抽采效果。     

矿井随钻三维轨迹监测技术研究

煤矿井下钻孔施工中，在缺少控制钻孔轨迹偏移测量技术的情况下，施工钻孔轨迹与钻孔设计轨迹偏差较大，无法满足煤矿瓦斯抽采的设计需求。分析了随钻钻孔三维轨迹测量技术，通过对随钻三维轨迹测量技术的研究，精确控制瓦斯钻孔轨迹，解决瓦斯突出煤层快速掘进及安全高效回采问题。钻孔随钻三维轨迹测量技术是通过对钻机开孔角度的精确测量和对钻孔轨迹的精确测量，使用三维轨迹成图方法显示。大量的数据采集与施工验证表明，该方法成为预抽钻孔煤层保安全、促生产过程中的重要环节，能够避免钻孔设计及施工的盲目性，提高了抽采钻孔的利用率及施工速度。     

固液两相膏体分时段密封技术研究

瓦斯是煤形成过程中的伴生气体，不同煤质的瓦斯含量差别巨大。井下作业环境中的瓦斯含量是煤矿井下作业能否顺利开展的重要的指标之一，为了将这一瓦斯浓度降低至安全范围以内，往往会采用不同形式、不同位置的钻孔预抽煤层瓦斯。钻孔的封堵严密度很大程度上决定了瓦斯的抽采效果。运用数值模拟和试验相结合的方式确定了钻孔密封深度，测试了固液两相膏体采用不同方法时钻孔的密封效果。试验表明固液两相膏体分时段密封钻孔取得了良好的效果，超过了预期目标。研究对井下预抽瓦斯钻孔密闭具有重要意义。     

糯东煤矿底抽巷快速掘进影响因素分析及实践

巷道掘进是煤矿开采过程中的重要环节，影响煤炭开采的整体进度。针对糯东煤矿采掘紧张的局面，以12000工作面底抽巷为工程背景，对影响巷道掘进因素进行了分析，认为地质条件、掘进设备、作业方式、人员综合素质、管理水平是影响巷道快速掘进的重要因素。为了实现巷道的快速掘进，提出具有针对性的改进措施，从底抽巷的掘进设备、巷道布置层位、支护方式选取、施工组织设计的合理性等方面入手。现场实践表明:底抽巷快速掘进效果明显，提高了岩巷掘进的单循环进尺，有效地降低了掘进成本，改善作业环境，实现了12000工作面底抽巷的快速掘进，保证了工作面的安全回采，可为其他巷道的掘进提供借鉴。     

高瓦斯矿井U型通风工作面瓦斯治理技术

针对李雅庄煤矿U型通风工作面上隅角及回风流瓦斯浓度高、瓦斯治理难度大的问题，根据工作面瓦斯来源及在采空区三带的运移储存规律，李雅庄煤矿开展了本煤层抽采工艺优化和裂隙带抽采技术研究。对本煤层钻孔封孔深度、联孔工艺、管路连接方式等进行优化，钻孔抽采浓度由抽采4个月后降低到9%提高到抽采10个月后维持在19%；通过调整裂隙带钻孔布置方式、优化钻孔布孔层位、采取下筛管护孔等技术措施，裂隙带钻场最高瓦斯抽采纯流量达13.6 m³/min，平均瓦斯抽采纯流量达8 m³/min，2个钻场联合抽采瓦斯纯流量在13 m³/min以上；取消了瓦斯措施巷、井下移动泵和上隅角风帘，上隅角和回风流平均瓦斯浓度分别控制在0.5%和0.4%以下，对高瓦斯矿井U型通风工作面瓦斯治理有借鉴意义。     

黄岩汇煤矿综采工作面上隅角瓦斯治理技术研究

黄岩汇煤矿煤层透气性系数差,原始瓦斯含量低,在回采期间工作面绝对瓦斯涌出量较大,上隅角瓦斯浓度容易超限。现场跟踪考察分析了15108综采工作面上隅角瓦斯来源,找到了采放煤和采空区瓦斯涌出的主要原因,并提出了以高抽巷和顶板低位斜向钻孔相结合的卸压瓦斯治理模式,对卸压瓦斯抽采效果进行评价。研究表明:高抽巷平均抽采纯量69.5 m^3/min,最大90.0 m^3/min,可达全部抽采量的92%;低位钻孔抽采措施起到较好的辅助作用,最大抽采纯量为12.4 m^3/min,平均为5.8 m^3/min。回采期间上隅角瓦斯浓度维持在0.08%~0.40%。