密封取样测定煤层瓦斯含量试验研究

针对直接法测定煤层瓦斯含量存在的取样过程损失瓦斯量大等问题,基于"正转取样,反转密封"思想,研制了密封取样装置,实验室开展了瓦斯吸附解吸实验,在现场进行了密封取样与孔口接渣取样测定煤层瓦斯含量对比试验。结果表明:密封取样能够实现定点取样,能够取到碎屑状煤样,且取样后不用考虑瓦斯漏失;由于退钻过程所取煤样被密封,导致井下初始瓦斯解吸量较大,其瓦斯损失量计算方法不能采用现有的常规补偿模型,可采用"2段法"补偿方法;密封取样测定煤层瓦斯含量测值比孔口接渣取样提高6.2%~12.9%。密封取样技术能够有效应用于井下煤层瓦斯含量测定。     

开滦矿区主采煤层瓦斯解吸规律实验研究及应用

为了研究开滦矿区煤层瓦斯解吸规律,对开滦矿区吕家坨和钱家营矿煤层瓦斯含量进行井下直接测定与煤样吸附解吸实验。通过设定煤层瓦斯压力下的吸附解吸实验,分析数据得出解吸规律与损失量推算公式后,与国家标准推荐的损失量推算公式作比较,得出适合开滦矿区的煤层瓦斯解吸规律,并对煤层瓦斯含量进行修正。研究表明,新得出的瓦斯解吸规率符合Q=at~b,利用新得出的瓦斯解吸规律测定出的瓦斯含量要比国家推荐方法测定的瓦斯含量最大提高4.3%,反算后的瓦斯压力最大提高5.0%。     

区域深部煤体瓦斯含量直接测定技术

针对传统瓦斯含量测定技术难以直接测定高瓦斯矿井井下大面积区域的深部煤体瓦斯含量的问题,通过在成庄矿井下进行反复试验,采用千米钻机定向钻孔工艺结合井下瓦斯含量直接测定装置的方法,研究形成了一种远距离、定向、定点的煤样采集新工艺,探索出区域深部煤体瓦斯含量的井下直接测定新技术,也为大面积区域煤层的危险性预测和检验提供了一种新的途径,并且误差分析显示新方法测定结果的准确率较高,具有一定的推广价值.     

水分及温度对煤吸附甲烷的影响

采用煤吸附甲烷参数测定装置,研究了水分及温度对煤吸附甲烷的影响,对完善间接法测定煤层瓦斯含量具有重要意义.对不同变质系列的4种煤样,进行了干燥和不同水分条件下的等温吸附实验.结果表明Langmuir吸附模型拟合精度最高,并得到水分对吸附影响的校正公式.不同温度下的等温吸附实验表明,随着温度的升高,煤吸附甲烷量减小,但变化趋势并不明显.研究得到了实验测定甲烷含量的校正公式及其相对误差.     

煤层原始含水率对煤与瓦斯突出危险程度的影响

运用自主研发的“含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流实验装置”,进行了恒定瓦斯压力和围压条件下,不同原始含水率含瓦斯煤样全应力应变瓦斯渗流试验,结合现场实测煤层注水前后瓦斯涌出量的变化规律。研究结果表明：随着煤样原始含水率的增加,煤样的三轴抗压强度减小,弹性模量减小,三轴抗压强度处轴向应变增大、横向应变和体积应变的绝对值增大;在全应力应变整个过程中,煤样的甲烷有效渗透率都减小。从煤的力学特性和瓦斯在煤层中流动两个方面分析了煤层注水的防突作用。煤层原始含水率越高,发生煤与瓦斯突出的危险性越小。可将煤层的原始含水率作为判断煤与瓦斯突出危险程度的一个重要指标。     

26082工作面瓦斯含量测定

煤层瓦斯的含量是确定瓦斯涌出量基础的数据,矿井瓦斯抽放设计和矿井通风设计的重要参数之一。煤层瓦斯含量在一定程度上取决于煤层瓦斯压力,在设计中采用单片机控制技术及先进的气体流量传感技术,首次采用了无阻力微量气体流量测定原理,使煤样解吸过程更接近煤的自然解吸状态。     

煤中瓦斯解吸渗透理论及实验研究

为了研究煤层中瓦斯瓦斯吸附解吸过程和瓦斯流动规律,基于国内外现有研究理论成果,设计了瓦斯吸附解吸的实验系统,该系统主要包括温度控制系统、瓦斯吸附解吸系统和数据采集与处理系统.通过自制的煤样,实验研究了在一个标准大气压和温度30℃条件下瓦斯的解吸规律.采用动态定压解吸法进行瓦斯解吸实验,研究并指出了解吸速率与煤样粒度之间关系的规律.通过对三种不同煤样的解吸的对比分析,提出了瓦斯解吸量与时间之间的关系式,建立了煤的瓦斯解吸量的数学模型.对于改进现有的抽采方法并提高抽采水平、对于煤与瓦斯的突出预测和煤矿瓦斯灾害的防治均具有理论意义和实际应用价值.     

低透气性煤层的渗透率试验与瓦斯抽采技术

为揭示渗透率及孔隙率结构对低透气性煤层瓦斯抽采的影响,采用理论分析和试验研究方法,针对集贤煤矿9#煤层西二采区四片工作面瓦斯异常涌出与浓度超限的问题,在对工作面瓦斯的来源和向斜构造对瓦斯赋存的影响分析的基础上,实验室采用自压式三轴渗流测试装置测定了不同方向煤样试件的渗透率,应用低场核磁共振测试系统对孔隙结构分布规律进行研究,采用径向流量法对透气性系数进行测定.研究结果表明:煤层渗透率随瓦斯压力增大而降低,且表现出各向异性特征;煤层孔隙发育程度低,则渗透率降低,瓦斯渗透能力较差,吸附瓦斯含量较大,揭示了渗透率对低透气性煤层瓦斯抽采和抽采率影响较大.研究结论对低透气性煤层卸压增透措施和瓦斯抽采钻孔参数的选择具有理论指导意义.     

矿井下测定煤层瓦斯含量的方法分析

煤层瓦斯含量直接测定新技术解决了取芯和损失量推算的技术难题,形成了井下煤层瓦斯含量直接快速测定方法与装置,实现了煤层瓦斯含量的直接、准确快速测定,是煤层瓦斯含量测定的发展趋势。     

煤层瓦斯含量的研究

通过研究煤层瓦斯含量实验室测定的各个环节,为防治瓦斯灾害,煤矿安全、高效生产提供了科学保障。以平煤十三矿为研究应用基地,对煤的吸附常数进行了理论推导并实现了线性求解关系,并进行了计算机回归拟合求解;详细介绍了煤层瓦斯含量实验室测定的整个过程,并进行了应用计算;研究分析了测定过程中的影响因素,减小了实验误差。通过研究分析,掌握了煤的吸附常数以及煤层瓦斯含量实验室测定的的详细过程,实现了实验室准确测定煤层瓦斯含量的目标。     

基于AHP煤层瓦斯分布状态评估体系研究

煤层瓦斯分布状态的研究是有效预防煤矿瓦斯事故的重要途径之一。煤层瓦斯分布受多种因素影响,目前相关研究仅局限于单个因素对煤层瓦斯分布的影响,缺乏系统性。在已测定煤层瓦斯参数的基础上,结合煤层的储气、地质、工作条件,基于AHP提出煤层瓦斯分布状态评估指标体系。通过该评估体系可以有效综合评定煤层瓦斯的储存状态,指导矿井的瓦斯防治工作。     

煤层瓦斯含量及煤与瓦斯突出机理探讨

本文以实验为基础,研究了气体的吸附性和瓦斯含量间的关系,煤质和瓦斯含量间的关系,煤的孔隙率和瓦斯含量间的关系,以及突出煤层和非突出煤层瓦斯含量间的差别,并在此基础上探讨了煤和瓦斯突出机理.     

保护层开采效果测评方法研究

为深入分析保护层开采的实施效果,依据煤岩卸压变形理论和瓦斯运移特性,建立了保护层开采测评指标体系,对效果测评指标的现场实测方法进行分析。研究结果表明:测评体系包括保护范围和保护效果两部分,其中瓦斯压力、瓦斯含量、煤层透气性系数、煤层顶底板相对变形、瓦斯抽放量、突出指标的变化等因素可作为效果考察的现场测评指标。保护层开采后,应首先明确其保护范围,然后再对保护效果分别从煤体力学特性、煤层瓦斯特性和煤层开采动力特性3方面进行综合分析,按照现场实测值与指标临界值的对比,即可系统地定量评价保护层开采的效果。     

变温条件下深部煤层瓦斯分布规律的数值模拟

深部煤层瓦斯运移过程及分布规律与温度场、瓦斯渗流场及应力场耦合密切相关.基于深部煤层瓦斯运移的热流固耦合模型,结合实际的煤层条件和实测数据,开展了煤层瓦斯赋存规律的数值模拟,研究了瓦斯压力和瓦斯含量分布规律的影响因素.结果表明:煤层渗透率是影响瓦斯压力分布的主要因素,其中煤体的有效应力系数、初始孔隙率、弹性模量以及吸附应变系数均对渗透率有着重要的影响;煤层瓦斯含量受瓦斯压力和煤层温度的共同影响,不考虑煤层温度预测得到的瓦斯含量结果偏大.     

高瓦斯矿井瓦斯防治技术研究

以侯甲煤矿为例,对高瓦斯矿井的瓦斯防治技术进行了研究,介绍了侯甲煤矿在瓦斯防治方面所采取的主要技术措施和防治经验,包括通过优化巷道布置来提高通风系统的通风效果和通过大面积施工煤层瓦斯抽放钻孔进行瓦斯预抽,降低煤层的瓦斯含量。     

吐哈盆地沙尔湖凹陷侏罗系煤层气勘探新认识

为了探讨吐哈盆地沙尔湖凹陷侏罗系煤层气的勘探潜力,应用大量最新分析化验数据和钻井资料,分析了煤层发育特征、煤岩热演化规律和显微组分、煤储层物性、煤层气成因类型、煤岩吸附特征、含气性、构造运动、水动力条件、煤岩直接顶板的岩性等保存条件及前期煤层气井勘探失利原因等。结果表明,沙尔湖凹陷煤岩热演化程度低,具典型的煤层原生生物气特征,均质性差;但煤层厚度大,煤层裂隙及大孔发育,原煤含气量高,煤层气保存条件较好,煤层气总资源量较大。总之,沙尔湖凹陷侏罗系煤层气成藏条件优越,资源丰度高,采用合适的钻井、完井、储层改造措施及排采制度,将会取得一定的勘探成效。     

综掘装备硬岩化技术发展

为保证煤矿综掘装备的开采产量,提高中国煤炭开采效率和煤矿开采安全性,针对煤矿开采逐渐转向复杂煤层中遇到的巷道经常出现断层、夹矸等问题,采用国内外综掘装备及技术发展进行对比分析,研究适应中国硬度岩石的综掘装备及破碎方法,研究结果表明:采用掘进机截齿破碎方法不适应硬度岩石截割,开发自适应硬岩冲击破碎系统将为中国综掘装备的发展提供新的思路.     

赵官煤矿矿井瓦斯基本参数测试与分析

应用理论分析和现场实测方法,探讨了赵官煤矿主采煤层瓦斯压力、钻孔瓦斯流量、煤层瓦斯含量和煤层透气性系数等参数,为研究煤层瓦斯的流动规律、煤层瓦斯抽放提供了科学依据,对赵官煤矿矿井瓦斯综合治理具有重要的指导意义。     

基于灰色理论预测五阳矿未受采动影响煤层瓦斯含量

 采用邓氏关联度和广义综合关联度2种灰色关联分析方法对未受采动影响区域内煤层瓦斯含量的影响因素进行研究,并根据不同的影响因素分别建立了GM(1,7)、GM(1,6)和GM(1,5)瓦斯含量预测模型。研究结果表明,在五阳矿76、78采区未受采动影响的3#煤层中,30m底板砂泥岩比、地质构造、挥发分、灰分4个因素为影响其瓦斯含量的主要因素。由此建立的GM(1,5)模型瓦斯含量预测精度最高,可采用该模型对五阳矿76、78采区未受采动影响的3#煤层瓦斯含量进行预测。预测值能够为矿井瓦斯灾害的防治提供依据,对实现矿井的安全生产具有重要的现实意义。     

黑龙江省煤层气勘探前景分析—以鸡西、勃利盆地为例

随着我国天然气需求日益增大和国内外煤层气勘探开发技术的成熟,煤层气已经成为常规天然气现实的补充和接替目标。黑龙江省煤炭资源丰富,含煤盆地众多,煤层气资源潜力大,具有较好的勘探前景。本文通过对鸡西、勃利盆地钻井资料分析,评价了煤层特征并预测了城子河组煤层的厚度和空间分布。通过对煤层厚度、埋深和变质程度等因素综合分析认为鸡西盆地含煤层性好,含气量高,是黑龙江省煤层气勘探开发的重点探区。勃利盆地煤层分布广,含气量达到开发标准,但煤层薄,间距大,埋深较大,可做为煤层气勘探的远景探区。