自动放水器在瓦斯抽放系统中的应用与改造

在矿井作业活动中,为确保生产安全,需要进行瓦斯抽放作业。将自动放水器应用于瓦斯抽放系统中,可以节省大量人力,降低能耗,加强瓦斯管理,确保生产安全。本文首先介绍了自动放水器主要结构及工作原理,然后分析了自动放水器应用效果。最后论述了自动放水器改造及效果。     

浅析山西冀中能源万峰煤矿工作面瓦斯抽放系统的改进

山西冀中能源万峰煤矿为高瓦斯矿井,在基建施工时瓦斯抽放效果不佳,矿井投产延期严重。原工作面抽放设计中瓦斯含量实测与预测数据相差较大,对煤层透气性系数估计不足,影响了抽放效果。作者对抽放系统进行了改进,取得了较好的抽放效果。     

煤层钻孔瓦斯抽放数值模拟

为了寻求合理的钻孔抽放参数,采用数值模拟的方法,应用计算流体力学软件fluent6.3建立了钻孔瓦斯抽放流动模型,通过气体渗流理论模拟抽放过程瓦斯流动规律,分析了抽放负压和煤层渗透率对瓦斯抽放效果的影响规律。结果表明:瓦斯抽放有效半径为2 m左右,抽放负压对抽放半径的影响不是很明显;瓦斯抽出量随抽放负压的升高而增加;煤层渗透率对瓦斯抽放量的影响比较大。模拟的抽放影响半径与现场实测结果基本一致。该模型可以对现场瓦斯抽放提供理论指导。     

矿井瓦斯抽放方法选择支持系统

矿井瓦斯抽放方法的选择及抽放方案的制定，对于矿井瓦斯抽放的成败及效果优劣具有至关重要的影响。应用专家系统理论，开发了矿井瓦斯抽放方法选择支持系统，为矿井选择瓦斯抽放方法和制定抽放方案提供了依据。     

瓦斯抽放效果的影响因素分析及对策

纵观我国瓦斯抽放历史和现状,结合目前我国瓦斯抽放效果不好的实际情况,总结并分析了影响瓦斯抽放效果的因素,最后给出改进对策.     

勃利盆地影响瓦斯抽放的地质因素

为研究影响勃利盆地瓦斯抽放地质因素问题;通过分析影响瓦斯抽放的煤层孔隙性、渗透性、瓦斯压力、围岩储层物性特征和地质构造特征,得出勃利盆地煤层孔隙多以微小孔为主,煤层吸附瓦斯量较多,游离瓦斯较少,瓦斯释放困难;煤层渗透率不高,瓦斯压力较小,瓦斯运移困难,不利于瓦斯抽放;围岩储层瓦斯含量低,渗透率低,瓦斯抽放效果不理想,综合得出勃利盆地的地质条件不利于瓦斯抽放.煤岩裂隙在现今应力场下表现为张扭性,是瓦斯运移的主要通道,为治理瓦斯,采用超前抽放,在加密布置抽放孔的同时,抽放孔应沿着NE-SW向钻进,才能获得良好的效果.     

水力压裂增透技术在煤巷掘进中的应用

针对高瓦斯低透气性突出煤层,若直接采用钻孔抽放瓦斯,则存在抽采效果差、抽放时间长、抽放率不高的问题。为提高低透气性煤层的抽放效率,达到预防瓦斯突出的效果,运用水力压裂增透技术在同华煤矿K1半煤岩巷掘进工作面进行了试验。试验结果表明,采用水力压裂能够增加煤层透气性,提高单孔瓦斯抽采浓度和流量,减少防突施工对掘进工作的影响,提高预抽瓦斯效果,减少掘进面生产期间的安全隐患。使掘进面瓦斯日抽采量增加120%以上、日掘进进度增加80%以上。     

圆弧形三棱抽放钻杆在大众煤矿的应用

大众矿属煤与瓦斯突出矿井,典型的＂三软＂煤层,煤层瓦斯含量高。工作面在回采过程中,因煤体瓦斯抽排效果不好导致工作面、回风流及采面上隅角瓦斯经常超限,造成正常采煤频繁停止,对产量限制极大。而煤体瓦斯释放效果不好的原因之一是本煤层瓦斯抽放钻孔打不深,钻孔密度小,工作面沿走向中部煤体内存在钻孔空白带,瓦斯得不到有效抽排,对安全生产构成极大威胁。结合大众矿现阶段瓦斯抽放情况,选用圆弧形三棱抽放钻杆,对该矿本煤层瓦斯实施钻孔抽放,有效地解决了钻孔成型浅,抽放效果不好的问题,取得了良好效果。     

勃利盆地影响瓦斯抽放的地质因素

针对勃利盆地随生产矿井开采深度增加,进入瓦斯事故高发阶段,为治理瓦斯,需采用超前抽放,然而,能否达到预期的效果,受诸多的地质因素影响,因此,有必要开展影响瓦斯抽放地质因素研究;通过影响瓦斯抽放的煤层孔隙性、渗透性、瓦斯压力、围岩储层物性特征和地质构造特征的分析,得出勃利盆地煤层孔隙多以微小孔为主,煤层吸附瓦斯量较多,游离瓦斯较少,瓦斯释放困难;煤层渗透率不高,瓦斯压力较小,瓦斯运移困难,不利于瓦斯抽放;围岩储层瓦斯含量低,渗透率低,瓦斯抽放效果不理想,综合得出勃利盆地的地质条件不利于瓦斯抽放.因面割理走向为NWW向、一组构造节理为NNW向,在现今应力场下表现为张扭性,为治理瓦斯采用超前抽放,在加密布置抽放孔的同时,抽放孔应沿着NE-SW向钻进,才能获得良好的效果.     

煤与瓦斯突出防治技术应用研究

根据现场实践 ,初步确定了评价淮南矿区煤层突出危险性的敏感指标。介绍了瓦斯抽放技术在防治瓦斯突出上的现场应用 ,考察了先抽后掘技术、边抽边掘方法、顺层及穿层钻孔抽放技术的防突效果 ,研究了其施工工艺和抽放参数。分析了开采保护层技术的防突效果。阐述了松软低透气性突出煤层在瓦斯抽放及防治瓦斯突出上存在的困难 ,并探讨了解决问题的方向     

致密砂岩产水气井气举排液模型研究

苏里格气田是典型的致密砂岩气藏,其有效储层含水饱和度高,气、水层混杂分布,开发中后期一般因井筒积液阻碍天然气有效开发,往往需要排液才能保持一定的产量,目前气举是排液较为有效的方法,然而如何提高排液效率及优化气井排液制度已成为制约气举排液效果的难题。以高产水生产气井为研究对象,根据油套管质量、动量和能量方程,建立了气举井筒排液模型,运用显示欧拉差分方法对其进行求解。基于所建立的气井井筒排液模型,研究了不同注气量、井口油压等参数对气井排液效率的影响程度,并分析了S井气举排液过程中产液量、产气量以及排液时间等工作指标变化特征。研究成果为致密砂岩产水气井提高排液效率,以及气举排液生产制度优化提供了一定的指导。     

瓦斯抽采钻孔合理封孔参数优化

抽采钻孔的封孔质量是决定抽采效果的关键因素之一,而封孔参数则直接影响封孔质量。为了研究抽采钻孔的合理封孔参数,在分析山西王家岭矿巷道围岩应力及裂隙分布的基础之上,采用现场实测和数值模拟的方法,对抽采钻孔的始封深度、封孔长度和注浆压力等关键参数以及封孔效果进行了全面研究。研究结果表明,煤层抽采钻孔的合理封孔参数为始封深度不应小于4 m,封孔长度范围为8～12 m,注浆压力应达到3 MPa。现场应用表明,在始封深度和封孔长度均满足要求的情况下,采用3 MPa注浆压力封孔的钻孔封孔质量良好,而常压注浆封孔部分钻孔封孔质量达不到要求,进一步验证了封孔参数的合理性和有效性,对同类条件下的煤层瓦斯抽采钻孔封孔有借鉴和指导作用。     

移动抽放结合降段煤垛治理工作面瓦斯

借鉴回采工作面瓦斯治理的各种方法，结合七台河煤业集团桃山矿427回采面的具体情况及瓦斯涌出实际规律，在实践中摸索出了一种新的治理回采工作面瓦斯的方法——利用降段煤垛与移动抽放相结合的方法，并在桃山矿应用，实际测试数据标明，瓦斯抽防效果良好。由此得出，降段煤垛与移动抽放相结合的方法是高瓦斯矿井回采工作面瓦斯治理的有效方法。     

暴雨条件下不同灌排模式稻田排水中氮磷变化规律

为研究暴雨条件下不同灌排模式稻田排水中氮磷质量浓度变化规律,减少农田面源污染,提高氮肥的利用效率,在江苏省宿迁市宿城区运南灌区开展田间试验。试验结果表明：与常规灌排模式( CK)相比,控制灌排模式节水18.7%,排水总量减少50.6%,水稻产量减少3.6%;控制灌排模式由于增加了稻田蓄水深度,减少了雨后排水量,延迟了雨后排水时间,稻田排水中NH+4-N、NO3--N、TN和TP流失总量分别比CK减少48.15%、49.09%、45.54%和49.10%,节水减排效果显著。     

煤岩瓦斯抽放固结数学模型及应用

基于煤岩弹性变形理论和瓦斯渗流理论,建立了煤岩瓦斯抽放的弹性固结数学模型,给出了模型的有限元离散方程,并开发了相应的数值计算程序.利用建立的模型和程序模拟了辽宁某瓦斯抽放井抽放过程,结果表明由于考虑了煤岩应力和变形对瓦斯渗流的影响,瓦斯压和应力分布更符合实际情况,这为煤层瓦斯抽放模拟提供了一个新的手段.但没有考虑煤岩破坏对瓦斯渗流的影响是模型的一个缺陷.     

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     

路面不等厚排水层设计

基于饱和渗流理论,结合高速公路排水实际情况,提出一种提高排水层排水能力的设计方法.该设计方法建立面层与等厚排水层,面层与不等厚排水层之间的水量交换计算模型,获得等厚排水层不同横向位置断面处的流量计算公式和不等厚排水层不同横向位置断面处的流量计算公式,对比分析等厚和不等厚排水层的排水能力.结果表明:在排水层横向截面积相等的情况下,不等厚排水层的排水能力大于等厚排水层的排水能力.不等厚排水层的厚度渐变坡度对排水层的排水能力的提高有显著作用,其厚度对排水能力影响不显著.因此,排水材料的渗透系数以及不等厚排水层厚度渐变坡度应为不等厚排水层设计的主要控制参数.     

高位钻孔瓦斯抽采参数优化设计

基于采空区覆岩裂隙分布规律、覆岩裂隙瓦斯流动规律和高位钻孔抽采技术研究现状,从覆岩"竖三带"、"O"形圈和U型通风条件下采动裂隙瓦斯流动规律出发,找出高位钻孔的理论合理布置区域,指出工作面后方50m范围内覆岩裂隙发育状况是高位钻孔层位设计的关键,针对祁南煤矿32煤层的特点,结合现场采用数值模拟方法模拟不同开采速度条件下覆岩裂隙发育规律,优化设计高位钻孔的抽采参数,在34下2工作面和3410工作面的现场试验中,高位钻孔抽采浓度和抽采率得到大大提高,取得了较好的抽采效果,验证了研究的正确性。     

顺煤层钻孔抽放瓦斯数值模拟与应用

为获取顺煤层钻孔抽放瓦斯的合理参数,依据煤层瓦斯流动理论和质量守恒定律,以顺煤层抽放钻孔周围瓦斯流场为研究对象,建立了钻孔抽放瓦斯流动方程的数学模型. 以新庄孜煤矿5213掘进工作面为例,采用MATLAB对钻孔瓦斯流场进行数值模拟,并与矿井的实际抽放情况进行了比较和分析,得出了适合该矿煤层的瓦斯抽放参数. 抽放参数可以在淮南矿区相近煤层赋存条件下推广应用,以利于矿区高瓦斯矿井的安全生产.