沈阳周边矿区开发煤层气的研究

沈阳周边的铁法、抚顺和沈南矿区，煤层气含量高、煤层气储量大、储量可靠，具有形成规模开发的资源条件；各矿区煤层气井下抽放及利用工作开展得较早，发展速度快，地面钻井开发通过在各矿区的试验，取得了一定的开发经验，采用进下抽放与地面钻井相结合的开发方式，煤层气资源的开发具有较好的经济效益。沈阳市有巨大的需求。     

韩城矿区煤层气富集带划分研究

通过研究韩城矿区宏观煤岩、显微煤岩、煤岩反射率及孔隙特征，分析了该区煤层气富集特性，对煤层气的开采抽放利用具有指导意义。     

矿井抽放煤层气中甲烷的变压吸附提浓

变压吸附(PSA)技术提浓矿井抽放煤层气中的甲烷(CH4)对解决煤层气对环境的污染、得到高效能源和化工原料具有重要意义.为此,介绍了以活性炭作吸附剂,PSA提浓抽放煤层气中CH4的国内外研究和应用状况,系统地从理论和实验上探讨了PSA分离煤层气的热力学关系、动力学过程以及PSA操作参数对浓缩CH4效果的影响,并对存在的问题提出了相应的建议.     

我国煤层气抽采方法及在晋城矿区的应用

瓦斯是煤矿安全生产的最大威胁之一，同时也是人类生存环境的破坏者，因此，有效地进行采前预抽和利用已受到人们的重视。针对中国煤层气赋存的低压、低渗、低饱和等复杂地质特征，探讨了现有煤层气的开采方法及优缺点，包括：井下瓦斯抽放、地面垂直井抽采、煤与瓦斯共采和废弃矿井抽采等，并结合晋城矿区具体条件研究了各种抽采方法的适用性。研究结果可为中国煤层气的有效开采和利用提供参考。     

煤矿井巷采气法

本发明以已有采煤井巷为基础,再根据采集煤层气的需要,对新区进行开拓,并采取若干技术措施,以实现煤矿既采煤层气又采煤的双重任务。 煤层气(瓦斯)自古以来一直作为煤矿生产的主要危险因素,一般均通过矿井通风系统排出矿井。只有当煤层的瓦斯含量太大,靠通风排放困难或经济上不合算时,才进行预先抽放,抽放的瓦斯才得到利用。我国自50年代起即有抽     

松藻矿区煤层气开发利用前景研究

松藻矿区是渝南黔北地区的高瓦斯矿区,截止到2005年,煤炭资源量约16.89×108t,煤层气资源量为252×108m3,煤层气资源量非常巨大。多年来松藻矿区一直致力于瓦斯抽放工作,并有完好的瓦斯抽放系统,具有良好的煤层气开发的基础条件。通过对松藻矿区煤层气赋存状况、含气性、煤层物性特征的研究,结果表明,松藻矿区煤层气成藏条件好,煤层渗透率较高,有良好的市场条件,具有广阔的开发利用前景。     

关于注气开发煤层气机理的探讨

依据扩散渗透理论和多组分吸附平衡理论论述了注气开发煤层气提高抽放速率和抽率作用机理,并指出了今后研究方向。     

我国煤层气抽采方法及在晋城矿区的应用

瓦斯是煤矿安全生产的最大威胁之一,同时也是人类生存环境的破坏者,因此,有效地进行采前预抽和利用已受到人们的重视。针对中国煤层气赋存的低压、低渗、低饱和等复杂地质特征,探讨了现有煤层气的开采方法及优缺点,包括:井下瓦斯抽放、地面垂直井抽采、煤与瓦斯共采和废弃矿井抽采等,并结合晋城矿区具体条件研究了各种抽采方法的适用性。研究结果可为中国煤层气的有效开采和利用提供参考。     

陈家山煤层气可利用性研究

介绍了陈家山井田煤层气的成分及分布规律,利用扫描电镜、压汞实验、吸附实验等手段,分别对煤层的孔隙特征及吸附性能进行了分析和研究－ 根据井下抽放实验,得知４ － ２ ＃ 煤层为勉强可抽放层,煤层顶板砂岩为可抽放层的结论－ 图５ ,表２ ,参６－     

煤矿采空区瓦斯抽放工艺流程

我国开始涉及矿井瓦斯抽放,距今大约有60年的历史,到2004年底国有重点煤矿已建有煤矿瓦斯地面抽放系统308套,井下移动抽采系统272套。一般报废矿井的瓦斯抽放浓度应在35%～70%,其热值在3000×4.168KJ/m3～6000×4.168KJ/m3。地面煤层气勘探成本0.97元/m3,瓦斯抽放成本0.80元/m3,后者具有更大的利润空间,同时又能解决煤矿生产安全问题,既有社会效益,又有经济效益,是一项双赢。     

软、硬煤残余瓦斯含量差异性研究

针对具有软煤分层的突出煤体,为了更加准确地检验瓦斯抽采效果,必须研究瓦斯抽采后软、硬煤残余瓦斯含量之间的差异性.基于抽采条件下的瓦斯渗流场分析,考虑了煤层中存在软煤条件下对瓦斯流动及煤层的综合影响,通过建立瓦斯流固耦合方程,并结合钻孔抽采瓦斯的初始条件和边界条件,运用多物理场耦合分析软件模拟了抽采条件下软、硬煤的残余瓦斯含量的差异性.数值模拟结果表明:在相同的抽采时间内,软煤的残余瓦斯含量始终高于硬煤,软煤瓦斯含量降到8 m3/t需要180 d,硬煤瓦斯含量降到8 m3/t需要162 d.     

基于瓦斯渗透异性的煤层抽采钻孔合理布置

基于煤层瓦斯渗透各向异性特征,在九里山煤矿煤层进行了180d井下瓦斯抽采有效影响半径测试,同时,建立煤层瓦斯各向渗透异性的气-固耦合渗流模型,数值模拟了瓦斯抽采有效半径的时变规律,分析了抽采钻孔的合理布置方式。研究结果表明:煤层平行层理方向的渗透率是垂直层理方向的渗透率的2.6倍左右。煤层钻孔不同方向有效抽采半径均随抽采时间增加而增大,且与预抽时间满足幂指数关系,数值模拟结果与井下现场测量一致。有效抽采距离在平行层理方向最大,垂直层理方向最小,有效抽采区域为椭圆形。据此确定了不同预抽时间煤层抽采钻孔的合理间距,并针对九里山煤矿二1煤层计算分析了预抽时间与百米钻孔数的关系。     

瓦斯抽放在低瓦斯矿井瓦斯防治中的应用

为了解决高产高效工作面多瓦斯涌出源、瓦斯涌出量大的问题,结合矿井的地质开采条件,提出了实施综合瓦斯抽放方法,即开采煤层瓦斯采前预抽、卸压邻近层瓦斯边采边抽、本煤层抽放瓦斯、采空区瓦斯抽放等多种方法在一个工作面的综合应用。此方法在空间和时间上为瓦斯抽放创造更多的有利条件,将钻孔抽放与巷道抽放结合起来,大幅度提高了瓦斯抽放率,从而降低瓦斯抽放成本,保证了矿井安全生产。     

新安煤矿顺层钻孔预抽煤层瓦斯技术参数研究

本文选用新安煤矿17#煤层111706采煤工作面作为本煤层顺层钻孔预抽瓦斯技术试验区,研究17#煤层合理的预抽瓦斯技术参数值。通过对该矿17#煤层111706工作面预抽瓦斯数据分析得出:预抽试验区采用交叉布孔法预抽量可提高40%,Φ94 mm大直径钻孔预抽量比Φ65 mm直径钻孔增加34%,以预抽率作为17#煤层预抽防突有效性指标是可行的。预抽率大于25%时,就可以达到消除煤与瓦斯突出危险。但只有预抽率达到30%以上,钻屑检验指标K1才不会超标。钻场内钻孔抽采瓦斯浓度大于巷道钻孔抽采瓦斯浓度可达1倍,其最小封孔深度应不小于5 m.建议施工双向抽采钻孔来覆盖全工作面,掘进工作面钻孔深度控制在100 m范围内。     

钻孔抽放瓦斯流固耦合分析及数值模拟

钻孔抽放瓦斯是中国利用和治理煤层瓦斯最主要的方法。随着开采深度的加深,地应力场等因素对瓦斯渗流的影响越来越明显。基于对煤层瓦斯一系列的假设的基础上,考虑了地应力、煤层瓦斯压力变化对煤体骨架产生的变形的影响,推导出了孔隙率、渗透率的表达式。运用多孔介质渗流的基本定理和流固耦合的基本理论得出了瓦斯流固耦合控制方程。运用多物理场耦合分析软件对钻孔抽放下的瓦斯渗流场进行了模拟分析。得到了钻孔抽放条件下瓦斯压力的分布、不同的埋藏深度下以及不同的钻孔参数（抽放负压、钻孔半径）对瓦斯渗流场的影响。分析模拟结果可以对现场     

高透气性煤层瓦斯治理方法初探

以塔山煤矿8103综放工作面为例,介绍了大产量、低瓦斯含量、高透气性煤层的瓦斯治理经验。通过对煤层初始瓦斯涌出量和衰减系数的测定,计算出本煤层钻孔抽放的不合理性,指出高位巷道密闭抽放是瓦斯治理的最佳选择。     

结构异性煤体渗透率特性

 煤渗透率是研究瓦斯渗流特性及运移规律的关键参数, 而煤体结构各向异性导致渗透率具有明显的方向性。利用煤岩瓦斯渗流试验系统, 对不同变质程度煤样试件在面割理和端割理方向上, 进行不同瓦斯压力下的渗透率测试, 并根据等效驱替原理, 建立各向异性煤体渗透率的计算模型, 数值分析了煤体渗流的定向性特征。结果表明:在煤体面割理和端割理方向, 渗透率均随瓦斯压力增大成负指数减小;面割理方向的瓦斯渗透率与端割理方向相差可超过1 个量级, 且煤的变质程度越高, 差别越明显。随瓦斯压力增大, 煤的瓦斯渗流定向性系数峰值增大, 煤层瓦斯渗透定向性增强。在相同瓦斯压力下, 煤的变质程度越低, 煤层瓦斯渗透定向性越弱。     

基于FLUENT软件对水城矿区某煤矿钻孔抽采参数的优化研究

瓦斯抽采钻孔参数的改进和优化是提高瓦斯抽放效率、进行瓦斯防治比较重要的一个环节。本文以贵州省水城矿区某煤矿为例,对钻孔直径、抽放负压两个钻孔抽采参数,采用FLUENT数值模拟软件进行了优化研究。最后提出优化的最优值,改善该煤矿的瓦斯抽采效果。本文的研究成果,对贵州其它煤矿进行瓦斯治理也提供了一个有益的参考。     

低透气性煤层CO2增透预裂技术应用

 针对低透气性煤层掘进过程中,瓦斯抽放难度高、掘进效率低等难点问题,提出应用CO₂增透预裂技术,提升煤层透气性系数与瓦斯抽放效率,提高工作面掘进效率。应用岩土力学模拟软件,模拟分析了煤层掘进过程中煤体破坏分布与应力分布状态。模拟结果表明:掘进过程中,巷道两帮破碎区域为距巷帮0~3m的范围,巷帮主要应力集中区域为距巷帮3~4m的区域,应力为18.0~18.9MPa。根据数值模拟结果,设计了煤层CO₂增透的预裂孔与抽放孔的详细参数,进行了现场验证。现场试验与效果分析表明:预裂前后钻场瓦斯抽采瓦斯纯流量提高了27%,瓦斯抽放浓度提高了1.7倍,可解吸瓦斯量由7.27降到4.30m³/t,掘进效率明显提高。     

煤体水力割缝中瓦斯突出现象实验与机理研究

通过室内1：1大煤样水力割缝抽放瓦斯的实验研究,揭示了水力割缝过程中煤与瓦斯突出现象,依据煤体特性、应力状态、应力水平、水射流压力、瓦斯压力等实验结果,并结合数值模拟计算,分析了水力割缝中煤与瓦斯的突出机理。