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相似文献
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1.
利用覆岩移动特性实现煤与瓦斯安全高效共采   总被引:4,自引:0,他引:4  
为了实现高瓦斯煤层群条件下煤与瓦斯的安全高效共采,运用数值模拟和现场试验相结合的方法,对远距离下保护层开采的采动效应进行了分析与研究。结果表明;下保护层开采使覆岩产生不同程度的卸压。煤体产生膨胀变形,生成大量的次生裂隙。从而导致煤体的透气性增加。为远程卸压瓦斯的抽放创造了有利条件;同时,覆岩的水平应力分布也发生了改变,由原始的水平压应力变为拉应力,从而导致了水平位移的产生,在该位置形成丰富的竖向裂隙,为瓦斯的运移提供了通道。在高瓦斯煤层群条件下,可以通过合理的开采顺序和有效的瓦斯抽放方法。实现煤与瓦斯两种资源的安全高效共采。  相似文献   

2.
下保护层开采对上覆巷道稳定性的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
采用FLAC2D有限元数值模拟和现场实测的方法,对下保护层开采引起覆岩的卸压变形进行了研究和分析.结果表明:下保护层开采将使覆岩产生不同程度的卸压,产生大量的垂直和水平裂隙,而这些裂隙会对被保护层煤层巷道产生影响,根据巷道断面变形量的不同,从而确定下保护层开采卸压影响范围,对保护层煤层开采工作面合理布局具有一定的指导意义.  相似文献   

3.
为正确评价远距离下保护层开采对被保护层的卸压增透效果,指导被保护层瓦斯抽采,防止煤与瓦斯突出,采用理论分析与数值计算相结合的方法,确定了太原组11#煤层(保护层)的覆岩主关键层和亚关键层,其中,主关键层位于太原组中段,即砂泥岩段,主关键层的存在降低了保护层11#煤层开采后对被保护层21#煤层的卸压增透效果。该研究对保护层开采效果评价具有一定意义。  相似文献   

4.
保护层开采过程中,上覆煤岩体收采动卸压影响,煤体发生膨胀变形,煤层透气性大幅度增加,透气系数增大引起瓦斯流量增大,发生卸压增流效应。这样有利于瓦斯的抽采,通过高效的瓦斯抽采方法,可以达到消除被保护层煤与瓦斯突出危险性的目的。其中,使用底抽巷结合网格式上向穿层钻孔作为一种高效  相似文献   

5.
为研究近距离上保护层开采下伏煤(岩)的裂隙时空演化特征,以平煤五矿为例(保护层与被保护层平均层间距为8 m),利用3DEC软件模拟不同开采距离下伏煤(岩)裂隙发育及分布特征,统计被保护层穿层斜交卸压瓦斯钻孔的抽采数据并对保护层开采效果进行验证。结果表明,随着保护层工作面的不断推进,底板岩层内裂隙逐步发育并向深部延伸;从回采8 m开始,被保护层己16-17煤层已出现裂隙发育,当回采18 m时,己16-17煤层内横向裂隙和垂向裂隙发育明显;然而,当回采24 m时,由于采空区上覆岩体的垮落压实作用,底板岩层内的裂隙将发生闭合现象。沿着水平方向,底板岩层裂隙依次可以分为原始状态区、高强度卸压增透区和重新压实区。随着卸压效果越来越明显,被保护层月瓦斯抽采量由2014年6月至11月逐渐增大,最大值达到每月174 400 m3;之后,由于被保护层裂隙闭合,每月瓦斯抽采量开始降低,并逐渐稳定在每月50 000 m3左右。  相似文献   

6.
为了实现瓦斯的高效抽放,解决煤与瓦斯的安全共采问题,采用相似模拟试验和岩石破裂分析系统(RFPA2D)数值计算方法,研究受采动影响的上覆岩层裂隙发育规律和瓦斯渗流规律。结果表明,随着开采工作面推进,顶板出现周期性垮落,老顶垮落步距约为12m,其顶板破断角度约为50°,工作面和切眼上方裂隙发育基本对称,覆岩下沉曲线整体呈左右对称碗状;在卸压带内,煤体膨胀变形生成的大量次生裂隙,增加了煤体的渗透性,覆岩横向离层裂隙和竖向破断裂隙的动态发育变化,为实现煤与瓦斯的共采创造条件。为进一步理解采动影响下煤与瓦斯共采提供了理论基础和科学依据。  相似文献   

7.
为提高瓦斯抽采率和揭示保护层采动覆岩裂隙演化规律以及定量分析保护层卸压增透范围,将覆岩裂隙定义为具有开裂损伤功能的粘结单元,利用ABAQUS开发了粘结单元本构关系,建立了采动覆岩砌体结构内聚力模型,进行了粘结单元表征下的保护层采动裂隙演化数值模拟,通过粘结单元损伤程度分析采动裂隙发育状态,根据裂纹的连通状态界定采场覆岩损伤破坏区域,并得到了采动卸压范围及渗透率分布规律,采动裂隙演化规律模拟结果与实验一致,验证了覆岩砌体结构内聚力模型的精准性.  相似文献   

8.
采动岩体瓦斯渗流规律   总被引:1,自引:1,他引:0  
为了实现瓦斯的高效抽放,解决煤与瓦斯的安全共采问题,基于煤岩介质力学性质及变形破裂过程的渗透特性,采用相似模拟试验和岩石破裂分析系统(RFPA2D)数值计算方法,模拟研究受采动影响的上覆岩层裂隙发育规律和瓦斯渗流规律。研究结果表明,随着开采工作面推进,顶板出现周期性垮落,老顶垮落步距约为12 m,其顶板破断角度约为50°,工作面和切眼上方裂隙发育基本对称,覆岩下沉曲线整体呈左右对称碗状;在卸压带内,煤体膨胀变形生成的大量次生裂隙,增加了煤体的渗透性,覆岩横向离层裂隙和竖向破断裂隙的动态发育变化,为实现煤与瓦斯的共采创造条件。工业性试验验证了受采动影响下推进距离和工作面瓦斯抽放量间呈非线性关系,为进一步理解采动影响下煤与瓦斯共采提供了理论基础和科学依据。  相似文献   

9.
保护层开采是区域性防治煤与瓦斯突出等动力现象的有效措施。针对平顶山矿区煤层群开采的现状,对远距离下保护层的开采问题进行探讨。依据平顶山矿区某矿丁、戊组煤(间距90 m)的开采现场,对下保护层开采后其上覆远距离煤层的卸压效果进行了研究。通过现场矿压观测及瓦斯参数测试,结果表明:平顶山矿区虽煤层有效间距较大,但卸压效果依然明显,矿压显现降低,煤层透气性系数显著增加1 000倍左右,也充分表现了煤层卸压增透的特征,并采取合理的卸压瓦斯抽采方法,可以消除煤层突出危险性。  相似文献   

10.
为进一步研究煤层群重复采动卸压瓦斯储运区动态演化规律,以贵州某矿16~#、18~#煤层开采工作面为背景,通过物理相似模拟实验,研究了煤层群重复采动后上覆岩层裂隙分布特征,明确了卸压瓦斯储运区演化规律,提出了相应的判别方法,并进行了工程应用。结果表明,实验矿井上层煤开采后,覆岩垮落带高度11 m、裂隙带高度53 m。工作面附近覆岩关键层形成的砌体梁结构与其下方岩层之间的离层裂隙成为卸压瓦斯储集的空间。当下层煤开采后,受重复采动的影响,垮落带和裂隙带高度分别为13和83 m。上下煤层之间存在关键层,在其下部仍会形成瓦斯储集空间,采动裂隙贯通后下煤层卸压瓦斯易沿着裂隙区通道向上运移至煤层间隔层关键层下的储集空间,再顺着上煤层冒落带内裂隙通道继续向上。此时,上煤层采动形成的瓦斯储集空间也将充满瓦斯成为抽采的重点区域。基于此,提出采动卸压瓦斯储集空间判别方法,并在贵州某矿进行了抽采验证,抽采效果良好,保证了工作面的安全生产。  相似文献   

11.
覆岩移动特性的数值模拟及其在煤矿安全中的应用   总被引:1,自引:0,他引:1  
煤与瓦斯突出是煤矿生产中的主要事故之一,特别是在高瓦斯煤层群条件下,如何消除煤与瓦斯突出危险性对实现煤与瓦斯的安全高效共采是非常重要的。文中根据某矿具体地质条件,利用数值模拟方法,模拟了首采煤层的开采对远程卸压煤层的卸压作用,结合大量现场实测数据,论证了对远程卸压瓦斯进行抽放从而实现在高瓦斯煤层群开采条件下煤与瓦斯安全高效共采的可行性。  相似文献   

12.
《科学通报(英文版)》2005,50(Z1):163-163
The mechanism of production increasing for the pinnate horizontal well is analyzed with the simulation technique. It is pointed out that the whole horizontal well-bore spreading widely and evenly in coal layers makes the stratum pressure drop evenly and fast, which increases the chance of desorption and diffusion and area controlled. This is the basic reason that the pinnate horizontal well can increase production. How such stratum parameters as permeability, Langmuir constants and adsorption time constant affect the gas production for the pinnate horizontal well is also studied with numerical simulations. Either for the vertical well or the pinnate horizontal well, bigger stratum permeability, steeper relative permeability curve, smaller residual gas saturation, higher gas content and stratum pressure are more favorable for gas production increasing. Langmuir constants decide the change of desorption quantity and influence the gas production through changing the extent of steep of isothermal adsorption curves in the pressure dropping area. The adsorption time constant only influences the time that gas production arrives at the maximum value for the vertical well, but it almost has no influence on the gas production for the pinnate horizontal well because the equivalent adsorption time constant is reduced.  相似文献   

13.
以某急倾斜厚煤层采空区为对象.首先,通过数值模拟软件进行空区形成模拟,分析最大主应力与竖向位移特征,结合实测数据评价模拟的符合性.结果表明:空区上覆岩层偏向下山煤柱处、上山煤柱偏向下伏岩层处、上覆岩层与上山煤柱交汇处随着集中应力的减小而初期破坏减弱;空区下伏岩层偏向上山煤柱处、下山煤柱与下伏岩层交汇处、下山煤柱偏向上覆岩层处随着应力的增大而初期破坏增强;地表模拟与实际沉降量高度吻合,可以反映空区围岩实际情况.其次,进行空区煤柱失稳模拟,分析并评价围岩的稳定性.表明空区场地最大剩余沉降量为0.3~0.9 m,能破环建筑地基,空区围岩处于失稳状态.最后,模拟空区注浆充填治理,结合现场监测数据评价治理效果.表明现场与模拟监测点最终竖向位移差值在-2.3~8 mm范围,两者基本一致,注浆治理效果显著.可见注浆充填法能有效治理当地类似急倾斜厚煤层采空区失稳问题.  相似文献   

14.
低透气性原煤瓦斯渗流各向异性试验研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
为研究低透气性煤层中瓦斯渗流的各向异性,以同一煤岩平行层理方向和垂直层理方向制取煤样,利用自主研制的试验装置进行含瓦斯煤三轴伺服渗流试验。结果发现平行层理煤样的渗透率远大于垂直层理煤样。在峰值破坏前,平行层理煤样随着轴压增加,渗透率在应力屈服点达到最小值,垂直层理煤样在弹性阶段初始时达到最小值;峰值破坏后,两个方向煤样的渗透率均呈非线性增长。  相似文献   

15.
岩样应力应变全程中的渗透性表征与试验研究   总被引:7,自引:0,他引:7  
通过岩样应力应变全过程体积应变和渗透率的试验研究,分析了应力水平、孔隙率等对多孔介质岩体渗透率的影响规律;理论研究分析了岩样全应力应变过程渗透率的变化规律,提出了岩石应力应变全过程中渗透率的表征关系式,其可作为研究多孔介质岩体流固耦合的一个重要耦合关系式,并对今后低渗透性油气田煤层气、天然气的开发有现实的指导意义。  相似文献   

16.
通过露头、古地磁定向岩心与薄片及有限元三维数值模拟研究,靖安地区主要发育有东西向和南北向两组区域裂缝,局部地段还分布有北东向和北西向裂缝.裂缝规模大,产状稳定,延伸长,构成较好的网络系统.裂缝的分布受岩层控制,垂直于层面,其间距呈正态函数分布,并与岩层厚度呈较好的线性相关关系.由于受岩性、层厚等因素的影响,使裂缝在纵向上的发育程度有较大差异,其中以长6层裂缝最发育.裂缝系统控制了该区低渗透储集层的渗透性,影响着开发井网的布置、水平井设计、压裂改造方案设计以及注水管理.  相似文献   

17.
There are abundant natural gas resources in Chinese marine sedimentary basin. The exploration hot shots of natural gas are the Palaeozoic marine strata here in recent years, and several large scale gas fields have been discovered. Chinese Palaeozoic high-post matured and coal measure hydrocarbon source rocks are mainly prone to gas generation in the present. This research considered that gas source rocks and TSR are the key cause of gas enrichment of marine strata. High-quality argillaceous and coal measure hydrocarbon rocks are distributed widely in the Palaeozoic marine strata, which have been in highly matured phase in the present. The argillaceous source rock generally contains various sulfates that could accelerate crude oil cracking to gas for TSR occurrence, and coal measure source rock mainly generates gas, so Chinese marine basin gives priority to accumulating gas. Marine strata have not founded oil reservoirs in the Sichuan Basin and Ordos Basin, and they consist mainly of dry gas. Marine natural gases are the mixed gases of oil cracking gas and coal-formed gas in a general way, oil cracking gases contain usually some H2S and CO2. Hydrocarbon carbon isotopes are very complicated, and methane and ethane isotopic values bear apparent reversal caused by thermal evolution and mixing among different genetic types of natural gas. Coal-formed gases are the main component of Chinese marine natural gas. The Upper Permian of the Sichuan Basin and the Carboniferous-Permian of the Ordos Basin coal measure hydrocarbon source rock present large hydrocarbon generation potential, which are the prospecting highlight of marine natural gas hereafter. Oil cracking gas exploration will be paid much attention to in the Tarim Basin because of the lack of coal measure hydrocarbon source rock.  相似文献   

18.
There are abundant natural gas resources in Chinese marine sedimentary basin. The exploration hot shots of natural gas are the Palaeozoic marine strata here in recent years, and several large scale gas fields have been discovered. Chinese Palaeozoic high-post matured and coal measure hydrocarbon source rocks are mainly prone to gas generation in the present. This research considered that gas source rocks and TSR are the key cause of gas enrichment of marine strata. High-quality argillaceous and coal measure hydrocarbon rocks are distributed widely in the Palaeozoic marine strata, which have been in highly matured phase in the present. The argillaceous source rock generally contains various sulfates that could accelerate crude oil cracking to gas for TSR occurrence, and coal measure source rock mainly generates gas, so Chinese marine basin gives priority to accumulating gas. Marine strata have not founded oil reservoirs in the Sichuan Basin and Ordos Basin, and they consist mainly of dry gas. Marine natural gases are the mixed gases of oil cracking gas and coal-formed gas in a general way, oil cracking gases contain usually some H2S and CO2. Hydrocarbon carbon isotopes are very complicated, and methane and ethane isotopic values bear apparent reversal caused by thermal evolution and mixing among different genetic types of natural gas. Coal-formed gases are the main component of Chinese marine natural gas. The Upper Permian of the Sichuan Basin and the Carboniferous-Permian of the Ordos Basin coal measure hydrocarbon source rock present large hydrocarbon generation po- tential, which are the prospecting highlight of marine natural gas hereafter. Oil cracking gas exploration will be paid much attention to in the Tarim Basin because of the lack of coal measure hydrocarbon source rock.  相似文献   

19.
分析了崔庙矿薄煤层诱发冲击矿压的原因,验证了薄煤层深部开采时具有冲击矿压现象,实验研究了薄煤层的冲击矿压危险性与煤岩体的结构特征的关系,即组合煤岩试样的冲击能指数随着顶板与煤样高度比值的增加而增加,随着煤岩高度比减小,组合煤岩单轴抗压强度增大,煤层厚度的变化对煤体中的应力分布有着很大的影响,探讨了薄煤层应力分布及转移规律和冲击矿压机理,即煤层越薄,煤体承载能力越强,越不容易产生应力转移,由于开采煤体,引起峰值应力区垂直应力升高,水平应力对煤体约束减小,导致冲击矿压。文中以崔庙矿为工程研究背景,通过设置切顶巷和顶板深孔爆破降低了冲击危险性,取得了显著效果,验证了薄煤层开采切顶巷防冲技术和顶板预裂爆破技术的可行性。  相似文献   

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