阳泉矿区煤样不同应力状态下声发射特性分析

为探索原煤煤样的力学性能和不同应力状态下的声发射活动特性,对阳泉矿区新景矿、平舒矿主采煤层的煤样进行了单轴、三轴压缩和巴西劈裂的声发射试验,分析了2种煤样力学性能及不同加载过程的声发射活动规律。证明通过监测声发射(微震)活动分析煤样或煤岩体内部破坏状态是一种方便有效的手段。     

中厚岩浆岩顶板煤层采动裂隙发育特征分析

通过对朱庄煤矿Ⅲ4414工作面上覆岩层的特征研究,利用FLAC模拟软件对中厚岩浆岩顶板在采动下的变行破坏规律进行了模拟。模拟结果表明：Ⅲ4414工作面采空区顶板冒落高度在6m左右,裂隙的高度最大发育到火成岩顶部,距煤层底板25-28 m。在此基础上布置的上隅角高位钻孔瓦斯抽采率与相邻工作面相比,提高了近2倍,改善了工作面的安全生产状况。     

采动覆岩裂隙动态演化规律的三维模拟

以新景矿3213工作面为背景,基于非连续介质的离散元方法,对工作面回采过程中覆岩运移和裂隙演化规律进行了三维全过程数值模拟。研究结果表明:覆岩的裂隙富集区形态、大小范围会随着工作面的推进发生变化;在工作面推进初期呈"拱形"形态,当推进到80 m时,由于采空区中部裂隙逐渐压实而呈"中部镂空的圆拱型"形态,开采完成后则成"圆环状"形态;且在此"圆环"中不同位置的裂隙富集区大小也存在一定差异,在采空区倾向两端的裂隙富集区形态近似相同,而沿工作面走向,工作面上方裂隙富集区的宽度和高度略大于开切眼处。     

基于压汞法的成庄井田3号煤孔隙特征研究

煤孔隙特征是煤储层物性特征的关键参数之一,控制着煤层气赋存、运移和煤层气开发效果。采用压汞法对成庄井田3号煤孔隙进行了深入和系统研究,结果表明:成庄井田3号煤孔隙形态基本一致,以一端封闭的不透气性孔隙为主;煤中过渡孔和微孔最为发育且所占比例较高,煤总孔隙面积和比表面积较大;煤中有效孔隙不甚发育,煤的孔隙度较低;孔隙大小对孔容控制显著,孔隙越大煤的孔容越大,反之亦然。     

阳泉寺家庄井田含煤地层煤层测井密度模型和有效孔隙度计算

在总结阳泉矿区寺家庄井田含煤地层发育特征的基础上,优选出六层可以作为煤层气开发层位的煤层进行煤岩组分分析,并提取各取样煤层所对应的测井参数,建立了自然伽马与灰分、固定碳与灰分、挥发分与视电阻率之间的线性关系。依据煤层体积可以分成固定碳、挥发分、灰分和测井液(孔隙中充满测井液)四部分,作为对测井响应的贡献之和,建立了测井密度模型用于计算煤层有效孔隙度,结果显示孔隙度测井计算结果与实测结果相差不超过10%。研究成果可用于指导煤岩工业组分分析和储层物性分析。     

CO2泡沫剂筛选及稳定性实验研究

对6种起泡剂进行筛选,并测试温度、压力、矿化度、浓度对起泡性能的影响。实验结果表明,YP-6所形成的泡沫体系最稳定,且在温度80 ℃、压力5 MPa、矿化度16×10⁴ mg/L、浓度为0．5%时,其起泡体积和半衰期分别为161 mL、84．5 min。温度升高不利于CO₂泡沫稳定,而高压有利于泡沫稳定;半衰期对矿化度变化更敏感,随着矿化度增加先减小后增大,而起泡体积变化不大,起泡性能较稳定;随着起泡剂浓度升高,CO₂泡沫的起泡体积和半衰期均先增加后减小,最佳浓度为0．5%。     

阳泉矿区寺家庄井田9#煤段煤层气地球化学特征及成因分析

为达到寺家庄井田的煤层气增产目的,开展了煤岩煤层气解吸和气体地球化学特征分析。煤岩现场解吸和气体组分分析结果显示:9~#煤段煤岩在完整解吸过程中,甲烷体积分数先增大后减小,氮气体积分数先减小后增大,重烃体积分数与甲烷体积分数变化趋势一致,但并不同步,而是要晚些。碳同位素分析显示:随着解吸的进行,煤层δ~(13)C(CH_4)整体呈增大的趋势,随着远离煤层δ~(13)C(CH_4)逐渐增大。9~#煤段煤层气成因主要为热成因,后期经过了扩散运移,生物作用不明显。     

平舒矿81112综采面采动影响下覆岩裂隙破坏规律研究

为达到高效抽采瓦斯,确保工作面安全生产的目的,同时充分合理利用瓦斯资源,针对平舒矿81112工作面,釆用理论分析、相似模拟、CDEM数值模拟,研究了采空区上覆岩层运动和裂隙分布规律,得到了工作面基本顶初次破断和周期破断距离,覆岩裂隙发育高度及演化形态,确定裂隙发育环三维位置和范围,确定高抽巷或高位钻孔及地面水平定向钻孔最佳的位置,达到高效抽采瓦斯的目的。     

朱庄矿上隅角瓦斯抽采钻孔参数优化及效果分析

为防止工作面回风巷尤其是上隅角瓦斯超限,确保工作面的正常生产,同时可以充分利用瓦斯资源,本文利用顶板冒落的关键层理论,并在空区顶板采动裂隙、冒落数值模拟结果的基础上,对高位抽放钻孔的终孔位置、终孔平距、抽放钻孔的钻孔直径等参数进行了优化,朱庄煤矿Ⅲ4414工作面现场试验结果表明钻孔参数优化后,提高了抽采效率,保证回采工作面安全高效生产.