新景矿9#煤顺层钻孔瓦斯抽采固-气耦合模型数值模拟

为了探讨顺层瓦斯抽采时的瓦斯渗流运移规律,提高低渗透煤层的抽采效率,运用弹塑力学理论,基于煤体骨架有效应力的变形特性,利用Kozeny-Carman方程进行理论推导,建立了钻孔周围煤体弹性形变与塑性形变的渗透率与孔隙率动态变化模型.结合多孔介质渗流力学理论,建立了钻孔抽采瓦斯渗流固-气耦合模型.针对新景矿9#煤的地质条件,运用COMSOL计算软件,对其耦合模型进行数值计算,得出了布孔间距与单钻孔有效抽采半径之间的关系.模拟结果表明：随着钻孔不断抽采,钻孔瓦斯抽采量初期比较大并能维持一段时间,随后将逐渐减小,最后接近稳定值,同时钻孔有效抽采半径也逐渐变大,但变化的程度越来越小.通过现场实际运用,验证了该模型与关系式的有效性与正确性.     

高瓦斯综采工作面瓦斯立体抽采技术与应用

针对高瓦斯综采工作面瓦斯含量高、瓦斯涌出量大、开采强度大等特点,提出在回采巷道掘进和工作面回采过程中进行瓦斯立体抽采的治理方法,巷道掘进期间通过底抽巷穿层钻孔与掘进工作面顺层钻孔形成立体抽采系统;工作面回采期间利用底抽巷穿层抽采、工作面顺层抽采和高抽巷组成立体抽采系统,确定了瓦斯立体抽采的主要技术参数;结合赵庄煤矿1307工作面实际的地质条件和开采条件,进行了瓦斯立体抽采试验.研究结果表明:瓦斯立体抽采大幅度降低了工作面的瓦斯含量,瓦斯抽排率达到69.28%,瓦斯抽采效果显著,是一种良好的瓦斯治理方法,实现了工作面掘进和回采期间的安全生产.     

基于抽采瓦斯量测定地面钻孔有效半径研究

为了准确考察保护层开采条件下被保护层地面钻孔有效抽采半径,从而为合理布置地面钻孔提供依据,对现有测定地面钻孔有效半径存在的问题进行了分析。基于瓦斯流动理论和煤层瓦斯抽采量、抽采率等在防治煤与瓦斯突出等瓦斯灾害以及煤层气开发和利用的要求,在保证煤层瓦斯预抽率大于等于30%和煤层瓦斯含量小于等于8 m3/t条件下,提出了基于考察地面钻孔抽采瓦斯量测定地面钻孔有效半径的新方法,接下来应用该方法对地面钻孔有效抽采半径进行了计算。研究结果表明:基于钻孔瓦斯抽采量测试新集一矿北中央采区131105工作面地面1#、2#、3#和4#钻孔有效抽采半径分别为85 m、55 m、75 m和115 m,并验证了示踪技术法测定的地面钻孔有效抽采范围内抽采指标不达标。     

露天煤矿CAD系统的研究与应用

1 地质、采煤图形的软件整个图形软件系统由5个主要功能模块组成。(1)图形输入;(2)图形显示;(3)图形编辑;(4)图形转换;(5)图形输出。2短期采剥工程计划(1)矿床地质模型的建立;(2)采剥工程量的计算;(3)确定采剥工程位置的优化分析(包括台阶自动推进过程的模拟和最佳采剥工程位置的确定)。     

深层低渗稠油径向钻孔储层敏感参数研究

深层低渗稠油油藏具有地质条件复杂、储量丰度低、经济效益差等特点,采用常规稠油热采或冷采工艺均无法实现有效动用,考虑径向钻孔技术具有定层位、定方位、定深度等技术优势,建立基于径向钻孔方式下的数值模拟模型,开展储层敏感参数间相互关系研究,最终建立径向钻孔模型下的开发技术界限筛选图版,为后期能否顺利实施径向钻孔提供合理筛选标准。     

基于沿空留巷与多方位抽采的瓦斯综合治理技术应用

为有效解决工作面瓦斯超限问题,在深入分析青龙煤矿生产地质条件的基础上,采用基于沿空留巷与多方位抽采的瓦斯综合治理技术。通过混凝土砌块墙沿空留巷方式,成功保留了回采巷道,实现了"Y"型通风。采用本煤层瓦斯顺层钻孔、穿层钻孔立体抽采,临近层瓦斯穿层钻孔抽采,采空区及上隅角瓦斯顶板高位钻孔和采空区埋管抽采的多方位抽采技术,同时解决了本煤层、采空区及邻近煤层瓦斯涌入工作面、上隅角的问题。应用效果表明:工作面瓦斯抽采率达80%以上,基本杜绝了瓦斯超限问题;工作面推进速度提高1倍,月回采煤量达15万t,实现了高瓦斯煤层安全高效开采。     

鹤煤九矿瓦斯抽采钻孔布置数值模拟及应用

钻孔预抽煤层瓦斯是目前治理矿井瓦斯的主要措施。以瓦斯渗流理论为基础,以钻孔抽采周围流场为径向流场,建立了钻孔周围瓦斯流动数学方程;并结合鹤煤九矿3104工作面具体抽采条件,利用COMSOL Multiphysics软件对钻孔预抽煤层瓦斯在不同抽采时间、不同抽采负压和不同钻孔直径下周围瓦斯压力分布进行数值模拟。并将上述模拟结果确定的抽采钻孔布置参数在3104采煤工作面进行煤层瓦斯预抽实践;抽采后经效果检验,残余瓦斯压力、残余瓦斯含量等均与《煤矿瓦斯抽采基本指标》中的相关规定相符合,3104工作面已经消除了煤与瓦斯突出的危险性。     

潘三煤矿11-2煤穿层钻孔的优化布置

穿层钻孔的布置方式是影响瓦斯抽采效果的重要因素之一。为研究潘三煤矿11-2煤穿层钻孔布置方式对瓦斯抽采的影响,笔者以该矿2121(1)运顺瓦斯综合治理巷为工程研究对象,分析10×5,8×6和7×7穿层钻孔布置方式对瓦斯抽采的影响。基于对煤层瓦斯的一系列假设建立了煤层瓦斯气固耦合模型,利用有限容积和牛顿迭代法对3种钻孔布置方式的瓦斯抽采过程进行数值模拟,并对这3种钻孔布置方式的钻孔施工工程量和单孔平均抽采瓦斯纯量进行了现场试验考察。结果表明:采用7×7与8×6布孔方式在相同抽采时间下留有空白带面积明显小于10×5,而且它们在消除空白带所需的时间上也少于10×5,由此看出10×5布孔方式最不利于消突;8×6钻孔布置所需钻孔施工工程量最少,而7×7钻孔工程量最多;7×7布孔方式的单孔平均抽采瓦斯纯量略高于8×6,而10×5布孔方式单孔平均抽采瓦斯纯量最低。结合数值模拟和现场试验结果得出,采用8×6钻孔布置方式最优。该研究结果对煤矿井下穿层钻孔设计具有一定的指导作用。     

顺层钻孔瓦斯抽采漏气影响因素研究

顺层钻孔瓦斯抽采是煤矿瓦斯灾害防治的主要技术措施,其中钻孔封孔质量是决定瓦斯抽采效果的重要影响因素。基于抽采钻孔漏气量计算数学模型,分析了封孔长度和抽采负压对钻孔漏气量的影响。现场试验和数值模拟表明,增加顺层钻孔的封孔长度能够有效减少钻孔漏气量,最佳封孔长度为8~10m;提高抽采负压不能有效增加钻孔的瓦斯抽采量,反而一定程度上增加了钻孔的漏气量,并降低了抽采瓦斯浓度。研究成果为顺层钻孔提高瓦斯抽采效果提供了理论依据。     

基于GOCAD的钻孔数据建模方法与实例研究

三维地质建模能清晰地展示地面以下地质体的结构面及相互关系。利用GOCAD软件,提出一种以钻孔为主要数据的地层界面建模方法,包括钻孔数据提取、空间数据库建立、地质界面构建、地层面模型生成和实体模型显示等。着重阐述了在钻孔数据丰富和缺乏的2种情形下,快速构建关键地质界面的技术方法。对某地铁沿线钻孔数据的实例应用表明,本方法构建的三维地质模型与地质事实吻合度高,并能有效地发现地质结构薄弱区段和潜在不良地质问题发育部位。     

露天煤矿选采理论及方法研究

针对露天矿开采过程中因选采效果不好而造成的矿产资源损失及贫化问题,通过理论分析与计算,研究选采工艺、开采程序、台阶高度对选采效果的影响。分析不同采掘设备的选采效果,以根据不同煤岩选采类型的特点选择最优的选采工艺。以单个台阶推进模型为研究对象,计算分析露天矿开采过程中不同推进方向的选采技术指标,以矿山经济效益最大化为目标,建立了煤层最小选采厚度优化模型。通过建立数学模型推导出台阶高度与煤炭损失率、岩石混入率、最小可采厚度、最小剔除厚度的的函数关系,进而找出通过优化台阶高度来提高选采效果的方法。以白音华二号露天矿为实例进行了研究,结果表明:通过选择合理的选采工艺、推进方式,优化台阶高度,可以有效提升露天矿选采效果。     

利用数字化仪快速录入采矿工程图件的途径

大量原始图件的录入过程始终影响着采矿工程计算机辅助设计效率的提高 ,从某种程度上制约了采矿工程图件的数字化进程。介绍了提高数字化仪使用效率的要点 ,并结合 Tablet2 0 0 0图件数字化系统的开发 ,探讨了利用数字化仪快速录入采矿工程图件的有效方法 ,以及如何实现参数绘图 ,并给出部分源代码。     

盘江矿区近距离多煤层下保护层开采可行性分析及技术实践

在分析近距离煤层群上行开采机理与可行性的基础上,为尽可能减少多煤层高瓦斯矿井开采期间瓦斯事故,探讨了开采多煤层保护层的方法.通过贵州盘江矿区金佳和月亮田两个矿井实践,采用上行卸压开采的技术方案,解决了开采中所产生的瓦斯突出、煤尘爆炸等问题,并在总结生产实践的基础上,提出了合理的开采方案及适用条件,研究成果对煤矿安全高效生产及相关环境控制都具有重要的意义.     

考虑断层影响的煤层开采沉陷三维有限元模拟

为了解决山东某煤矿的煤层开采对周边俱乐部沉降的影响问题,采用有限元分析的方法并建立不同开采方案的三维地质模型,同时考虑断层的影响,计算出煤层开采后俱乐部四角的地表下沉状况。研究结果表明:回采3101工作面时俱乐部地表下沉最大值达到382 mm,因此建议对俱乐部进行加固保护处理。该成果为研究最佳开采方案及周边俱乐部的保护提供重要依据,同时为浅埋煤层以及类似条件下中小矿山合理、安全、经济的开发提供了重要的参考依据。     

Experimental Research on Methane Control of Mining Upper Protective Layers

In order to solve coal and gas outbursts during mining coal seam,studying on related problems were carried out. According to the theories of mining upper protective layer,proper mining plan were designed and performed through field experiment. By means of examining several parameters obtained from the field experiment,the protective effects were evaluated and the protective scope and related parameters were determined. The results of field experiment show that the danger of outbursts was evidently eliminated and the method of mining protective layers is effective and the safety and economic benefits are remarkable. The research has really applied worth and will give beneficial references to mining area with analogous conditions.     

灵泉煤矿过F_4断层煤壁回采方案

为保证回采灵泉露天煤矿F4断层煤壁的边坡稳定,研究分析灵泉露天煤矿F4断层煤壁的现场考察与露天煤矿地质资料及边坡稳定性监测等资料,确定F4煤壁回采方案,即单斗铲-汽车工艺,采用横采内排,沿煤层走向推进的开采方案.并对F4煤壁回采过程边坡稳定性进行分析研究,结果表明:过F4断层最大边坡高度72 m时,其稳定系数为1.18,回采F4煤壁过程边坡是稳定的,灵泉露天煤矿F4煤壁回采可行.     

工业广场煤柱开采地表变形规律研究

针对工作面进入工业广场煤柱下回采设计了12个开采方案,采用概率积分法对各方案地表变形情况进行了理论计算和分析,得出了地表各处的变形预计结果。根据预测结果,从中选取了最优的开采方案,既保证了地面建筑物的安全,又尽可能多的回收了煤炭资源。     

地理信息系统在矿区建筑物下采煤优化设计中的应用

针对矿区因资源开采引起的地表及地表建筑物破坏问题，提出利用地理信息系统对地下资源(煤炭)开采设计方案进行优化处理，使得资源开采后，消除或减弱对地表及其附属物的破坏，减弱对重点保护对象的破坏或使其不受开采的影响。     

采煤塌陷区的遥感影像特征

遥感是快速、准确、有效地监测采煤塌陷的重要手段,可为塌陷区的治理提供准确可靠的依据。描述了采煤塌陷的不同类型,分析了采煤塌陷在遥感影像上的识别方法,提出了高分辨率影像的采煤塌陷影像特征,并对采煤塌陷的遥感影像进行了系统分类整理,得到各类影像的表现特征。该研究有利于遥感技术在采煤塌陷调查与治理中的广泛应用。     

张双楼矿区山西组的沉积环境

为了解张双楼矿区含煤岩系的沉积环境,根据钻孔资料及井下勘探资料,分析了张双楼矿区山西组的沉积特征。结果表明,该矿区山西组形成于以潮下带—潮坪环境、三角洲、曲流河为序的过渡相沉积环境中;沉积地层较稳定,南部、西南部以砂岩为主,北部以泥岩为主,碎屑物由南向北搬运;7、9煤为主采煤层,沉积较稳定。该研究为认识该矿区煤层的赋存规律、确定开采方案等提供了理论依据。