余吾矿瓦斯抽采钻孔有效抽采半径的测定

瓦斯抽采钻孔有效抽采半径是煤矿布置抽采钻孔合理间距的重要依据之一,对瓦斯抽采效果具有非常重要的意义。文章通过对比分析几种常用的有效抽采半径考察方法,结合煤矿现场煤层瓦斯赋存情况,采用相对瓦斯压力指标法对余吾矿瓦斯抽采钻孔进行有效抽采半径考察分析,最后得出在瓦斯抽采钻孔接抽90 d时钻孔孔径113 mm、有效抽采半径为1.4 m的结论,为余吾矿瓦斯抽采设计提供了依据。     

基于钻孔周边瓦斯压力的有效抽采半径精细化数值解算方法

针对煤层钻孔有效抽采半径表征不明晰的问题,首先确定了有效抽采半径所对应的瓦斯压力临界值,之后采用钻孔径向流场瓦斯压力表达式计算了钻孔周围瓦斯压力变化规律,通过现场实测数据验证了计算结果的可靠性,分析了抽采负压、透气性系数、钻孔半径、吸附常数等对煤层瓦斯压力分布的敏感性,最后根据临界瓦斯压力指标确定出了有效抽采半径,通过现场瓦斯瓦斯含量检测数据进行了验证,并推导了不同预抽时间下钻孔有效抽采半径与不同原始瓦斯压力的函数关系。研究结果表明,理论解算的瓦斯压力以及有效抽采半径值均与现场实测数据保持基本一致,瓦斯压力与抽采时间呈反比,与至钻孔的距离呈正比;抽采负压、透气性系数、钻孔半径、吸附常数b均与瓦斯压力呈负相关,吸附常数a则与瓦斯压力呈正相关;有效抽采半径随着抽采时间增加而增加,二者符合对数函数类型。通过推导出的有效抽采半径、预抽时间以及原始瓦斯压力函数关系式,能够方便快速计算得到对应的有效抽采半径,并确定合理的钻孔间距,对井下煤层瓦斯抽采钻孔精细化设计工作具有一定的理论意义。     

不同数量钻孔瓦斯抽采有效区域数值模拟分析

为了研究钻孔数量对煤层瓦斯压力及有效抽采区域的影响,采用三维数值模拟方法,计算并分析了单排不同数量钻孔抽采条件下煤层瓦斯压力及有效抽采区域的空间分布特征。结果表明:煤层瓦斯压力变化具有显著的时空响应特征,抽采初期钻孔数量对抽采半径之外的煤层瓦斯压力影响较小,但随抽采时间的增加,钻孔数量对其影响逐渐显现,抽采影响半径增大,瓦斯压力下降趋势加大;钻孔有效抽采区域空间分布形态及其范围受到钻孔数量与抽采时间的影响;有效抽采区域体积与抽采时间基本呈y=ax~b函数关系,且钻孔有效抽采区域体积与钻孔数量并未呈线性关系;在瓦斯抽采过程中钻孔之间会产生叠加效应,随抽采时间的增加叠加效应更加明显。     

本煤层瓦斯抽采钻孔有效半径分布规律研究

为了研究本煤层瓦斯抽采钻孔周围有效半径的分布规律,运用钻孔周围煤层瓦斯流动的连续性方程、理想气体状态方程、气体运动方程和瓦斯含量方程,建立本煤层顺层钻孔周围瓦斯压力分布规律数学模型。在煤层施工瓦斯抽采钻孔,现场测定不同钻孔深度的抽采负压,分析孔深和抽采负压的数学关系。最后建立钻孔周围瓦斯压力沿孔深的变化关系式,研究瓦斯抽采钻孔周围有效抽采半径的分布规律。发现抽采负压随着孔深的增加呈线性递减,钻孔有效抽采半径随着孔深的增加也呈现出递减的趋势。     

白坪矿煤层瓦斯钻孔有效抽采半径研究

煤层瓦斯钻孔有效抽采半径的确定对于选择合理的布孔间距和预抽煤层瓦斯具有重要意义,采用相对瓦斯压力指标法对白坪矿二1煤层钻孔的有效抽采半径进行了研究。结果表明:相对瓦斯压力指标法测定煤层瓦斯有效抽采半径是一种有效的方法,并依此确定了白坪矿采用孔径为94 mm、抽采时间3个月时,其有效抽采半径为1.41 m,为抽采钻孔的设计提供了科学依据。     

钻孔抽采过程中有效抽采半径变化规律数值模拟

根据煤层瓦斯流动方程、煤体变形方程以及孔隙率渗透率变化方程建立钻孔抽采耦合数学模型,通过COMSOL Multiphysics对原始瓦斯压力1.5 MPa和瓦斯压力下降到1 MPa钻孔抽采过程中瓦斯压力变化和渗透率变化规律进行模拟,利用模拟结果得到煤层在瓦斯抽采过程中钻孔有效抽采半径的变化规律。     

马堡煤矿8号煤瓦斯抽采半径考察研究

针对马堡煤矿8号煤瓦斯含量高、瓦斯抽采率低的问题,提出在8208采煤面实施瓦斯抽采有效半径试验研究,以提高钻孔布置经济性。经考察,拟采用相对压力指标法来确定抽采钻孔的有效半径。通过试验,当抽采时间大于15 d时,抽采有效半径为1.0 m,为8号煤层瓦斯抽采钻孔布置提供了依据。     

基于临界瓦斯压力判定钻孔有效抽采半径的技术探讨

为了准确测定煤层瓦斯的有效抽采半径,提出判定抽采达到预定效果的防突有效性指标及预抽有效性指标,确定安全临界瓦斯压力,研究了准确测定钻孔有效抽采半径的可靠方法。利用压降法进行有效抽采半径测定的工程实践,获得了在不同预抽时间内的钻孔有效抽采半径,并推导出预抽时间与钻孔有效抽采半径的关系。     

黄陵矿区定向长钻孔瓦斯预抽技术试验研究

针对黄陵矿区目前非定向钻孔煤层瓦斯抽采易穿顶板、底板,造成抽采空白带和重复交叉以及抽采范围小、时间短,无法超前治理瓦斯的问题,在黄陵一矿309工作面中厚煤层中进行定向长钻孔瓦斯抽采技术试验。通过钻机改进使钻孔进尺平均提高115.9~220.3m/d,有效提高钻进施工效率;定向长钻孔瓦斯抽采2a后,1#~5#钻孔最低瓦斯抽采浓度仍达11.5%~15.3%,累计抽采瓦斯量64.7万m3,煤层瓦斯含量及瓦斯压力显著降低,定向长钻孔瓦斯抽采技术抽采效果较好,能够达到超前区域治理瓦斯的目的。     

瓦斯抽采二次封孔技术研究及应用

兴隆煤矿采用一次封孔工艺抽采瓦斯时,开始阶段煤层中的瓦斯压力远远超过巷道中的空气压力,即使不进行带负压抽采,煤层中的瓦斯也会向外涌出,因此抽采的瓦斯浓度比较高。抽采一段时间后,钻孔区域会产生漏风裂隙通道,外界空气在抽采负压作用下进入抽采钻孔内,导致瓦斯抽采浓度大幅度下降,缩短了抽采钻孔的有效寿命。采用二次封孔技术后,可延长有效抽采期1～2个月。     

瓦斯抽放孔射流排水排渣方法及实验研究

针对煤矿俯孔积存水和煤渣影响瓦斯抽放效果问题,提出射流排水排渣方法,设计加工出射流深孔排水排渣装置,采用正交试验法验证了该方法可行性,并研究工作参数对其性能影响规律.结果表明:压缩空气压力p对其性能影响最大,随着p值增大排水渣量呈现先增多后减少趋势,存在最优空气压力值p*使其性能最优;存在临界孔深Hnp,即孔深小于Hnp时排出水渣量保持不变,孔深大于Hnp时排出水渣量逐渐减小;其他条件不变,随着孔内水深升高,排水渣量逐渐增大.射流排水排渣方法可行,操作简单,能有效排出瓦斯抽放孔中的水和煤渣.     

煤层顶板走向布置钻孔瓦斯抽放技术的研究

分析了煤层顶板走向布置钻孔瓦斯抽放的基本原理和影响抽放效果的因素。通过对新集二矿1808工作面8煤层顶板走向布置钻孔瓦斯抽放实验,分析了顶板走向布置钻孔的位置确定的关键技术和最佳抽放效果的匹配参数。实践证明,采用顶板走向布置钻孔抽放瓦斯取得了良好的抽放效果,解决了上隅角瓦斯超限问题,保证了工作面的安全回采。     

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...     

超化煤矿二_1煤层瓦斯抽放半径的测定

受煤层地质和周围开采扰动的影响,超化煤矿二1煤层在测试煤层相关参数时瓦斯压力和瓦斯含量起伏很大,因此选用基于瓦斯含量的相对瓦斯压力指标法对观测孔进行极限时间瓦斯抽放。根据观测孔相对瓦斯压力的变化对该煤层预抽瓦斯抽放半径进行测定,根据实测效果为该煤层确定合理的瓦斯抽放影响半径和有效半径,从而指导该矿井安全消突工作。     

高位抽放巷在大倾角井巷揭煤防突中的应用

在揭煤前,利用高位瓦斯抽放巷向突出煤层打一定数量钻孔,再将钻孔与抽放管路相接,利用抽放泵提供的负压将煤层内的高压瓦斯抽出,在揭煤时使得初始释放瓦斯膨胀能降低,因而煤层失去突出危险性。对于近距离高瓦斯高突煤层,能大大缩短揭煤的工期。     

超短半径水平孔钻具及导向器的应用研究

高压水射流径向水平孔钻进技术是水平孔施工技术之一,它是在垂直瓦斯抽放或煤层气勘探钻孔布置机械或水力扩孔装置,对准选定的煤层部位进行扩孔。扩孔后下入特制的转向工具在300 mm的曲率半径内实现由垂直转向水平。该技术可以使用同一垂直钻孔,在不同煤层内完成多个水平钻孔。这些径向水平钻孔的形成,沟通了新的瓦斯流动通道,从而大幅度提高瓦斯抽放效率。     

柳湾煤矿钻孔瓦斯抽放量的数值分析

利用钻孔抽放煤层中的瓦斯,降低煤层瓦斯含量和压力,为矿井安全生产提供保障,是高瓦斯矿井采用的主要手段之一。文章通过对不同钻孔瓦斯抽放量的观测统计,采用数值分析手段,分析比较了钻孔的抽放能力,为矿井提高瓦斯抽放率提供参考依据。     

近距离煤层群立体抽采瓦斯流动规律的模拟

对近距离煤层群采空区垮落带破碎煤岩的渗透率进行量化研究,得出其分布规律;采用Fluent软件模拟了近距离煤层瓦斯立体抽采防突过程,得出了抽采钻孔周围的瓦斯流动规律,抽采钻孔周围煤体中瓦斯压力分布,从钻孔中心向外0～8 m范围内呈增大扩散,抽采钻孔周围煤体中瓦斯流动速度场分布,从钻孔中心向外0～2 m范围内呈减小扩散,确定了相关的抽采负压、流量和抽采半径等参数。     

淮南高突煤层边掘边抽合理抽放参数研究

在谢一矿高突煤层B11煤层边掘边抽防突措施试验基础上，分析了采动应力集中、瓦斯及煤体结构对煤巷掘进中煤与瓦斯突出的影响，试验研究了钻孔抽放瓦斯后对工作面前方煤体应力集中带前移和煤体瓦斯排放效果，探讨了钻孔孔径、抽放时间、抽放负压对抽放瓦斯效果的影响，确定了谢一矿高突煤层B11煤层边掘边抽的合理抽放参数。     

厚煤层π放工作面中高位钻孔瓦斯抽放

易发火特厚煤层π放工作面利用走向中高位钻孔实施采空区瓦斯抽放,解决了工作面瓦斯超限制约工作面生产的问题,效果显著,为低瓦斯矿井实现高体积分数瓦斯抽放提供了可行性依据。