废弃煤矿瓦斯赋存与运移气-水-岩相互作用研究进展

废弃煤矿瓦斯一方面可通过工程抽出而变成宝贵的洁净能源,而另一方面可能集聚突出形成灾害或逸出加剧温室效应,甚至通过气-水-煤相互作用而污染地下水系统。对我国废弃煤矿残余瓦斯及次生灾害调查的基础上,重点对废弃矿井瓦斯-水-煤岩反应的水文地球化学及多相流机理的研究进展进行了综述,并指出今后研究重点。     

废弃煤矿瓦斯赋存与运移气-水-岩相互作用研究进展北大核心

废弃煤矿瓦斯一方面可通过工程抽出而变成宝贵的洁净能源,而另一方面可能集聚突出形成灾害或逸出加剧温室效应,甚至通过气-水-煤相互作用而污染地下水系统。对我国废弃煤矿残余瓦斯及次生灾害调查的基础上,重点对废弃矿井瓦斯-水-煤岩反应的水文地球化学及多相流机理的研究进展进行了综述,并指出今后研究重点。     

基于瓦斯吸附-解吸试验确定瓦斯含量临界值

为了确定瓦斯含量临界值,以预测煤与瓦斯突出区域,提出了基于瓦斯吸附-解吸试验的瓦斯含量临界值确定方法。通过瓦斯吸附-解吸试验建立了瓦斯压力、瓦斯含量与钻屑瓦斯解吸指标Δh2的关系式,得出平煤一矿丁6煤层Δh2的临界值为160 Pa,进而计算出Δh2取临界值时对应的最小瓦斯含量为5.04 m3/t,这与通过朗格缪尔公式法初步确定的瓦斯含量临界值5 m3/t具有较好的一致性。工程应用验证了基于瓦斯吸附-解吸试验的瓦斯含量临界值确定方法的合理性。     

钻孔瓦斯抽采流-固耦合数值模拟

为了探究钻孔瓦斯抽采过程中瓦斯压力随时间的变化规律,通过建立流-固耦合模型,考虑渗透率、孔隙率和体积应变的动态变化,结合矿井煤层物性参数,运用多物理场软件进行了模拟分析。分析结果表明:随着抽采时间的延长,钻孔周围煤体瓦斯压力逐步降低,在瓦斯抽采过程中,瓦斯压力的降低有助于渗透率的提高,但影响效果甚微,埋藏深度对煤层渗透率起主导作用。     

突出煤-瓦斯在巷道内的运移规律

以煤与瓦斯突出过程中煤-瓦斯两相流为研究对象,利用自主研发的煤与瓦斯突出动力效应模拟试验装置进行了巷道中突出煤-瓦斯两相流试验研究,通过试验观察将煤颗粒的运动过程分为加速、平衡减速及沉降等运动阶段,并综合运用固体颗粒在气流中的悬浮运动机理和能量守恒定律,建立了一维情况下突出煤在巷道中的运移数学模型。通过模型计算分析得到,突出煤颗粒运移距离随初始气流速度的增大呈增大趋势,随颗粒粒径的分布规律由于其符合的流动状态不同而不同。     

闭坑瓦斯矿井残余CO2-矿井水-岩作用实验模拟

基于三相反应模拟系统,以CO_2为主要残余瓦斯气体,以煤中典型矿物和高硫酸盐高铁矿井水为固、液反应相,开展闭坑瓦斯矿井水-岩-气反应模拟实验,对比分析了三相反应模拟实验中矿井水化学成分变化和矿物组分的变化。结果表明:在水-岩-气三相模拟反应中,矿井水的pH升高,Eh降低,矿物相的溶解导致矿井水中Ca~(2+)、HCO_3~-、SO_4~(2-)以及可溶性SiO_2的含量出现不同程度的增加,Mg~(2+)含量无明显变化,总Fe浓度下降,矿化度明显增加;煤岩典型矿物均出现了不同程度的溶解反应,方解石发生溶解作用时,反应过程中会生成新的碳酸盐矿物,黄铁矿在溶解的同时伴随着绿泥石的生成。     

S7-200在煤矿瓦斯排放中的研究与应用

目前的S7系列PLC技术已经非常成熟 ,将其应用在煤矿井下会提高瓦斯排放的可靠性和控制精度 ,并且便于实现与其他设备的通讯 ,根据井下瓦斯排放要求制定了相应的控制策略 ,并选用适当的硬件设施和软件编程 ,在五阳矿的应用证明 :基于S7- 2 0 0的瓦斯排放装置能非常好地适应现场工作环境 ,并且运行可靠 ,必将会有广阔的市场     

瓦斯抽采钻孔“钻-割-封”技术研究及应用

为提高煤层透气性、改善抽采钻孔封孔质量,强化瓦斯抽采效果,消除煤层突出危险性,依据高压水射流破煤机理,提出"钻-割-封"技术,即对瓦斯抽采钻孔及封孔段周边煤体切割径向环形缝槽,然后注浆封孔。通过现场试验,验证采用"钻-割-封"技术钻孔的瓦斯抽采效果。现场试验结果表明:采用"钻-割-封"技术的抽采钻孔瓦斯浓度提高20%～30%,瓦斯抽采纯量相较于常规钻孔提高约1倍,实现煤层的卸压增透,提高了钻孔密封性。     

新集一矿13-1煤层瓦斯赋存特征研究

 根据新集一矿13-1煤层勘探期间直接测定和矿井生产期间利用测定煤层瓦斯压力间接计算所获得的瓦斯含量数据,编制了新集一矿13-1煤层瓦斯含量等值线。分析了影响瓦斯赋存的地质因素,得到了瓦斯赋存和分布规律,对指导矿井采掘接替、通风设计及采取有针对性的瓦斯综合治理有着重要的现实意义。     

2005-2014年我国煤矿瓦斯事故统计分析

为了寻求煤矿瓦斯灾害事故的发生规律,从事故等级、事故类型、事故发生时间和事故发生地域等多角度对2005-2014年发生的煤矿瓦斯事故进行交叉耦合统计分析,统计分析结果表明:较大事故中瓦斯事故次数最多;瓦斯爆炸是瓦斯灾害的主要类型,危害性最大,死亡率高,且容易造成次生灾害;每年的4、5、8、10月和每天的9:00-11:59时段、17:00-18:59时段为瓦斯事故的高发期;贵州、湖南、四川、山西、云南是瓦斯事故预防和监察的重点地区。     

胶圈-压力黏液封孔测压法在煤矿的应用

对瓦斯压力测定的重要性进行了概述.采用胶圈-压力黏液封孔测压法对贵州某煤矿6-3煤层进行了现场测试.对比理论计算结果,该方法的测试结果准确可靠,为煤矿企业进行瓦斯压力测定提供了可靠的测定方法.     

平宝公司首山-矿己16-17煤层瓦斯抽放半径测定

平宝公司首山一矿己16-17煤层为煤与瓦斯突出煤层,在首采面12010工作面风机巷掘进的同时,在其上部超前开掘高位抽放巷,施工穿层钻孔进行瓦斯抽放.通过在12010风巷高抽巷施工穿层钻孔,以瓦斯压力为考察指标测定己16-17煤层Ф89 mm抽放钻孔的有效抽放半径,经过现场考察及对测定数据的分析,最终确定己16-17煤层Ф89 mm抽放钻孔的有效抽放半径.     

温度-压力-吸附和煤与瓦斯突出的关系探讨

利用沁水盆地大宁煤矿的原生煤和构造煤系列等温吸附实验数据求各自温度-压力-吸附之间的相互关系。结果证实吸附过程是放热过程。定义了等量吸附焓、单位等量吸附焓和单位等量解吸焓。计算出在吸附量均为45 cm~3/g时,构造煤的单位等量解吸吸热比原生煤要少吸热0.158 kJ/(mol·cm~3·g)。相较于原生煤,构造煤优先解吸;相较于放热过程,埋深强化解吸;相较于原生煤,构造煤更容易从环境中吸入解吸所需的能量;相较于原生煤,构造煤自身的低渗透率和低坚固性系数更容易导致煤与瓦斯突出的发生。     

煤与瓦斯突出灰色-神经网络预测模型的建立及应用

对煤与瓦斯突出影响因素进行灰关联分析,以此确定人工神经网络的输入参数．并应用改进的BP算法,选择灰关联分析的5个优势因子作为输入参数,建立了煤与瓦斯突出预测的神经网络模型．选用典型突出矿井的煤与瓦斯突出实例作为学习样本,对网络进行训练学习,并以云南恩洪煤矿的煤与瓦斯突出实例作为预测样本,将经过网络预测的结果与传统方法的计算结果进行对比．结果表明该灰色-神经网络模型能够满足煤与瓦斯突出预测的要求．     

卸压-排放瓦斯一体化综合技术研究及应用

中平能化集团十三矿与中国矿业大学联合攻关,对高突矿区煤层巷道掘进过程中的消突技术进行了研究,采用卸压排放瓦斯一体化技术,研究高瓦斯高应力条件下煤层巷道掘进工作面防突技术,提出相应的治理技术措施,使煤层巷道掘进工作面实现快速掘进的目的。     

煤与瓦斯突出灰色-神经网络预测模型的建立及应用

对煤与瓦斯突出影响因素进行灰关联分析,以此确定人工神经网络的输入参数．并应用改进的BP算法,选择灰关联分析的5个优势因子作为输入参数,建立了煤与瓦斯突出预测的神经网络模型．选用典型突出矿井的煤与瓦斯突出实例作为学习样本,对网络进行训练学习,并以云南恩洪煤矿的煤与瓦斯突出实例作为预测样本,将经过网络预测的结果与传统方法的计算结果进行对比．结果表明该灰色-神经网络模型能够满足煤与瓦斯突出预测的要求．     

胶囊-粘液封孔测定煤层瓦斯压力技术的应用

煤层瓦斯压力是瓦斯涌出和突出的动力,也是煤层瓦斯含量多少标志。应用胶囊-粘液封孔测压技术准确测定了荣光煤矿12号煤层瓦斯压力,对预测煤与瓦斯突出危险性及矿井瓦斯防治具有重要意义。     

潘三矿11-2煤层瓦斯地质规律

论文从影响煤层瓦斯含量因素着手,结合地质构造发育特征,构建11-2煤层瓦斯地质构造单元,划分突出危险性区域,总结11-2煤层瓦斯赋存及瓦斯地质规律,以便施工中采取针对性的瓦斯治理措施,提高了采掘进度,加快了11-2煤保护层开采力度,保障了被保护层13-1煤层工作面安全、快速施工,确保高产、高效矿井安全生产和可持续发展。