考虑煤渗透性变化的抽采渗流耦合模型研究及应用

为揭示煤岩变形对煤层瓦斯抽采渗流特性的影响,开展了煤层瓦斯抽采气固耦合问题研究。首先,考虑煤吸附解吸变形、孔隙压力及渗透性变化对瓦斯抽采的影响|然后,根据达西定律,建立以有效应力及吸附应变为耦合媒介的煤层瓦斯渗流和煤岩变形气固耦合方程|最后,以沙曲矿24208工作面为工程背景进行抽采煤层位移、吸附应变和瓦斯渗流数值模拟,并对比分析煤层瓦斯压力、煤层渗透率和瓦斯抽采量的耦合效应。结果表明：抽采后钻孔周围煤体位移呈增大趋势,煤体因瓦斯解吸收缩变形,距抽采孔越近应变量越大|抽采初期煤层瓦斯压降梯度大|煤层渗透率随抽采时间呈增大趋势,距孔越近增幅越大|初期钻孔瓦斯抽采量较大但降幅较快,后趋于稳定,对比发现模型抽采量计算结果与实际抽采数据较为一致。     

易自燃煤层综放工作面安全开采方法研究

鉴于在坚硬顶板煤层放顶煤过程中出现的顶煤冒落不能控制,煤尘大,可放性差,造成顶煤回采率低的问题,为提高顶煤的冒放性及控制煤层自燃,陕西长武亭南煤矿在111工作面回风平巷交替布置预裂爆破孔和控制孔,采用深孔控制预裂爆破结合动压注水的方法,实现工作面回采率提高8.5%,粉尘质量浓度由12.7 mg/m3降到8.9 mg/m3,并通过在控制孔注阻燃剂使原煤发热量降低470 cal/g,含水量增加2.56%,延缓了煤层的自热过程,改善了工作面的作业环境,实现易自燃高尘厚煤层综放面的安全开采。     

大断面煤巷锚杆支护数值模拟优化设计

煤层巷道采用传统工程类比法进行锚杆支护时,参数设定存在很大盲目性,给生产实践带来诸多安全隐患,尤其是大断面煤巷支护.基于此以南阳坡矿为例,分析煤巷支护中存在的问题,根据煤岩物理力学性质,提出三种支护方案,利用Flac3D软件进行数值模拟,分析不同方案巷道围岩的应力分布、垂直位移情况和塑性变形破坏,确定合理支护方案.通过深基点位移监测顶板和两帮离层情况,分析验证新支护可行性,以便及时作出调整.     

本煤层顺层瓦斯抽采渗流耦合模型及应用

为揭示瓦斯在本煤层抽采时的渗流机理,开展了煤岩体变形与瓦斯渗流相互作用规律研究.根据煤层瓦斯渗流特性,考虑渗透率的动态变化过程,研究裂隙瓦斯渗流、微孔隙吸附瓦斯解吸扩散和煤岩体变形等过程,建立耦合渗流模型.针对特定矿井抽采煤层的瓦斯地质条件,进行了耦合模型的数值模拟研究.结果表明:抽采初期瓦斯压力下降较快,抽采稳定后下降趋缓,距抽采孔越远下降梯度越小,有效抽采半径约为3m.现场实验孔距6m顺层瓦斯抽采,抽采稳定时瓦斯纯量达5~7m3/min,抽采效果较理想.     

分组测压确定瓦斯有效抽采半径试验研究

为准确测定瓦斯抽采有效半径确定合理的抽采钻孔布置间距,对传统的测压法钻孔布置方式进行了适当改进.在同一水平高度,分组布置间距不等的测压孔与抽采孔,通过观测各组钻孔瓦斯压力变化情况确定有效抽采半径,并在亭南煤矿进行现场试验.由压降曲线可知,抽采初期,抽采孔周围一定范围内的瓦斯呈线性渗流,随抽采时间延长,逐渐趋于低速非线性渗流,整个曲线压强与时间基本上呈幂函数关系.抽采40 d时有效半径达4m,抽采半径达5m以后,抽采影响范围不再继续扩大.