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割缝排放低透气性煤层瓦斯过程的数值试验

割缝排放低透气性煤层瓦斯过程的数值试验
割缝排放低透气性煤层瓦斯过程的数值试验

割缝排放低透气性煤层瓦斯过程的数值试验

1引言

我国煤层地质变化大,赋存状况复杂,煤与瓦斯突出极为严重,严重影响矿井的正常、安全生产。有效地抽排放煤层中的瓦斯是矿井区域防治煤与瓦斯突出的最有力措施之一,通过瓦斯抽放可降低煤层瓦斯的含量和压力,使煤层透气性增大,煤岩应力降低,从而消除煤与瓦斯突出隐患。目前我国煤矿一般采用单一钻孔预抽放煤中的瓦斯,这受到煤岩坚固性、煤体密实程度等条件的限制,抽放效果较不理想。一般情况下,低透气性高瓦斯煤层的内部的孔隙和裂隙都很少,而现有的密集钻孔抽放,交叉钻孔扩孔,水压致裂等方法的抽放效果均不太理想,而且有周期长或工艺要求高的问题存在,影响矿井采掘间的正常接续。所以寻找一些有效地提高瓦斯预排放效率的方法,就显得非常重要。

割缝排放煤层内瓦斯是对低透气性煤层进行瓦斯排放的一种新思路,现场测试和实验室研究是验证其有效性的最有利方式,但是由于受到各种因素的影响,含瓦斯煤岩的破坏性试验受到一定的限制,而应用数学和力学等研究方法,对煤岩体的破坏过程中的瓦斯渗流情况及应力应变关系进行解析,是现场试验的有效辅助方式和验证手段。本文即采用数值试验的方式,对割缝排放瓦斯的过程中瓦斯压力的变化规律和瓦斯渗流场的颁布规律进行模拟。

数值试验采用PFPA2D-Flow进行,该软件根据煤岩变形与瓦斯渗流的基本理论,由可压缩瓦斯气体运动方程与煤岩体变形相互耦合,建立含瓦斯煤岩破裂过程的固气耦合模型,并用弹性有限元方程进行计算。有关RFPA的详细原理可参见相关文献。

2试验方案设计

煤层的储气条件对于煤层瓦斯赋存及含量具有重要作用,其中,煤层的透气性又对煤层瓦斯含量及瓦斯排放有着重大的影响。本文所设的数值模型均为在煤层透气性系数为1的条件下的割缝排放瓦斯模型。

为验证割缝方式排放瓦斯的有效性和适用范围,分析研究在割缝过程中煤层内的瓦斯深流场及地应力场的变化情况,在同样的力学及控制条件下设计了3组试验方案――未割缝时的瓦斯单向流动模型;在煤层中割缝3m的模型:在煤层中的割缝7.5m的模型。模型中缝体的高度均为50mm,割缝模型中的3条割缝按照中-下-上的顺序开挖,均匀布置。3m割缝模型设置的割缝方式为分步开挖,每孔一步完成;7.5m割缝模型设置的瓦斯排放割缝方式为分步开挖,每孔均分3步完成,每步长2.5m。每步时间为0.02d,共设计算步200步。

3数值试验模型的建立

模型(见图1)采用平面应变分析。模型尺寸为5m×15m,划分为100×300个单元。每单元实际尺寸为500mm×50mm,模型的上下边界(1m×15m)均为不透气的岩层,即上下边界气体流量为零。水平方向固定无载荷,煤层的掘进面的瓦斯气体压力为0.1MPa来模拟掘进工作面的大气压状况。远离掘进面的煤层边界瓦斯压力为1.8MPa,即处于原始的瓦斯压力状态。垂直方向的加载由岩层自重控制,模型的具体力学及控制参数表见表1。试验过程

中采用修正的带拉伸截断(tensile cut-off)的摩尔-库仑准则作为破坏的判别准则。

图1排放煤层瓦斯数值试验模型

4数值试验结果

(1)煤层瓦斯压力的变化情况。即割缝长度不同时,在沿巷道方向同一水平上排放过程中煤层内瓦斯压力的变化情况(见图2)。煤层瓦斯的渗流情况。即割缝长度不同时,相同时间点上沿巷道方向煤层内瓦斯渗流情况(见图3)。

表1力学及控制参数表

(1)当在煤层中割缝进行瓦斯排放时,随着时间的延长,煤层中的瓦斯在较高的瓦斯梯度作用下形成了瓦斯渗流场。由于现场工作时间的要求,在数值试验的4d排放时间内,瓦渗流场还未能由非稳定渗流状态达到稳定渗流状态。但已经可以看出随着时间的延长,煤层中瓦斯的压力梯度变化率不断降低,曲线逐渐走缓,流场趋于稳定的趋势。

(2)在瓦斯排放过程中,随割缝长度的增加,煤层受瓦斯预排放的影响范围显著增大,卸压带范围显示增大。当割缝长为3m时,当割缝完成并继续排放瓦斯0.6d时,在割缝范围内,煤层内的平均瓦斯压力已经降至0.85MPa,比初始瓦斯压力下降52.7%;当瓦斯排放时间达到4d时,割缝范围内平均瓦斯压力降至0.319MPa,与煤层内初始瓦斯压力相比,下降82.3%。当割缝长度增加为7.5 m时,割缝完成并继续排放瓦斯1d后,在割缝的范围内,煤层内瓦斯压力已经平均降至的瓦斯突出临界值0.74MPa,比初始瓦斯压力下降59%。

当瓦斯排放时间达到4d时,在割缝范围内的平均瓦斯压力降至0.363MPa,与煤层内初始瓦斯压力相比,下降80%,同时卸压带范围扩大为缝长3m时的2 05倍,突出危险显著降低。数值试验的结果反应出,在采煤工作开始之前,提前进行煤层内瓦斯的预排放,可以有效地降低煤层内瓦斯压力,使煤与瓦斯突出

的可能性大幅度下降。

图3割缝时煤层内瓦斯渗流情况

(3)当在煤层中割缝进行瓦斯预排放时,裂缝在煤体中起到了保护层的作用,

增大了煤体中瓦斯排放的表面积,使得煤层内的瓦斯得到了比较充分的排放。特别是当缝长为7.5m时,割缝过程扰动煤层,使一些煤体单元在瓦斯压力和地应力的作用下中产生破坏,裂隙增多,使煤层的透气性增强,增大了瓦斯的排放效率。同时,由于煤层内瓦斯压力的逐渐降低,由瓦斯作用引起的煤体单元破坏逐渐减少,在其他采动影响产生之前,煤层中的应力分布趋于稳定,没有明显的煤层垮落行为。

5结论

本文运用RFPA2D-Flow对在低渗透性含瓦斯煤层中进行水力割缝预排放瓦斯的过程进行了数值试验,再现了煤瓦斯排放过程中的瓦斯压力和渗流场的分布规律,结果表明:(1)在割缝排放瓦斯的过程中,煤层内瓦斯压力梯度的分布状态得到了显著的改善,煤层内的瓦斯渗流场逐步趋于稳定,减小了突出危险。(2)增大了瓦斯排放的有效面积,使得瓦斯排放量显著增加,提高了排放效率。

含瓦斯煤岩中的瓦斯排放一直是影响煤矿安全生产的国内外难题,对瓦斯进行预排放的主要目的是降低煤层中瓦斯压力,减小突出危险。通过对煤层割缝进行预排放过程进行数值试验研究证明,数值试验的结果,特别是瓦斯渗流场的分布规律,基本和现场实测情况相符合,可以认为采用割缝技术能够有效地实现煤层的卸压――排瓦斯作用,且比现用的密布钻孔排放方式能够更好的实现瓦斯预排放的目的。同时,通过数值试验,可以对含瓦斯煤岩的割缝过程中的力学性质及渗透气的演化规律进行细观上的分析和研究,为进一步理解瓦斯排放、煤与瓦斯突出机理等提供理论基础和科学依据。因此可以认为利用有限元方法对煤层割缝排放瓦斯过程进行数值试验并进行分析是一种可行的方法。但是,割缝排放煤层瓦斯是处于三相应力等复杂应力状态下的固、气、液多相介质耦合过程,而受到微机计算能力的限制,本文所讨论的数值试验是在二维条件下对含瓦斯煤层割缝过程中内部力学性质和渗透性的初步的数值模拟研究,未考虑到割缝技术对煤层性质的影响及中间应力的影响,并且所设模型受到二维数值模型本身固有缺陷的影响,也存在一定的不合理性,有待于下一步的优化和更深的研究。

采前预抽本煤层瓦斯防突措施正式版

In the schedule of the activity, the time and the progress of the completion of the project content are described in detail to make the progress consistent with the plan.采前预抽本煤层瓦斯防突 措施正式版

采前预抽本煤层瓦斯防突措施正式版 下载提示:此解决方案资料适用于工作或活动的进度安排中,详细说明各阶段的时间和项目内容完成的进度,而完成上述需要实施方案的人员对整体有全方位的认识和评估能力,尽力让实施的时间进度与方案所计划的时间吻合。文档可以直接使用,也可根据实际需要修订后使用。 (1)本煤层顺层抽放钻孔,由工作面下、上两巷打孔,采面中间不能留空白带。其方法是:1)选用大功率钻机,上、下向钻孔应能交叉10—15m;2)改变采面斜长(各小阶段车场已掘成,斜长已定型,不宜改变)3)掘进底板岩巷,岩巷内开钻场,向空白带打穿层抽放孔。 (2)由于二1煤层透气性低,应采取卸压抽放措施。即多打孔、大直径,全煤厚都分布有钻孔的措施。实施方法为,由机巷向上打不同角度的抽放孔,孔底落在全煤厚范围内,据焦作矿务局古汉矿经

验,打孔时,三花眼布孔,孔与孔间距 1.5— 2.0m,上、下排间距0.5—0.6m,钻孔深度不一样,仰角不一样,一组钻孔5—6个,孔底间距不超过6—8m,达到全煤厚均有钻孔控制。 优点:(1)钻孔穿过较多的煤分层,瓦斯在分层层面流动速度快,提高透气性;(2)煤厚内不留空白带,钻孔分布均匀。 缺点:施工技术要求高,抽放钻孔工程量大,工期较长。 (3)在底板岩巷内向煤层打穿层抽放钻孔,即能预抽煤层瓦斯,对煤层实施全煤厚抽放,又能进行开采中卸压抽放,还能进行采空区老塘抽放。底板岩巷布置在

透气性系数的测定和计算

煤层透气性系数的测定和计算 煤炭科学研究总院重庆分院刘林 摘要: 关键词: 煤层的瓦斯压力、流量、透气性系数与电解质的电压、电流、电导系数、热介质中的温度、热流量、热传导系数等基本参数相仿。煤层透气性系数是测定煤层瓦斯流动难易程度的标志,测定煤层透气性系数与测定瓦斯压力、流量具有同等的重要性,但是煤层瓦斯流动过程比较复杂,难于计算,所以国外对测定煤层透气性系数的研究虽然已经有20多年的历史,迄今未能获得简单而可靠的测定方法,在生产实践中未能广泛应用。国内过去计算煤层透气性系数往往采用苏联克里切夫斯基的方法,由于该方法在测定和计算上均还存在着一些问题,在生产实践中应用也较少。为了考察煤层瓦斯流动的规律,需要对透气系数的测定和计算进行研究,以求获得简单而可靠的方法,以便在矿井中普遍应用。 1 煤层透气系数的基本概念 原始煤层的透气性一般是很低的,瓦斯在煤层中的流动速度也很小,每昼夜仅数厘米到几米。根据试验室和现场的测定研究,流动状态属于层流运动,也就是瓦斯的流速和压差成正比,与煤层的渗透率成正比,符合直线渗透定律及达西定律。 ν=-K/μ*dp/dx (1) ν——瓦斯流速,cm/s; K——煤层的渗透率,达西; μ——瓦斯绝对粘度,厘泊,沼气μ=0.0108厘泊 dp——在dx长度内的压差,kg/cm2; dx——和瓦斯流动方向一致的某一极小长度,厘米。 加入把瓦斯的流速ν变成760毫米汞柱,温度相当于煤层温度t℃条件下的瓦斯流量,则 q= 式中q——在1米2煤面上流过的瓦斯流量(760毫米汞柱t℃); p n ——760毫米汞柱下的大气压力,p n =1大气压力; P=p2,大气压2 从(3)式中可以看到煤层中瓦斯的流动和电介质中电流的运动以及物体的导热过程相仿。 透气系数目前在工程中常用的单位是: λ=1米2/大气压2.日=0.0416米2/大气压2.小时=416厘米2/大气压2.小时 λ=1米2/大气压2.日=2.5毫达西=2.5*10-3达西 [注:在国内外某些资料中采用λ’=K/μ厘米2/大气压2.小时,则λ’在数值上未λ的两倍,λ=2λ’,而因次上差一个大气压-1。] 构成煤层渗透率的成风,第一是原生裂隙,即煤层层理和煤的胶粒结构。第二是次生裂隙,即地质破坏所形成的裂隙。由于成煤过程中沉积环境和受力条件不完

煤矿开采煤层瓦斯基础参数测定报告

云南省昭通市镇雄县大顺煤矿开采煤层瓦斯基础参数测定报告 中国矿业大学 云南方圆中正工贸有限公司 二〇一一年十一月

前言 瓦斯是煤矿的主要自然灾害之一,长期以来严重威胁着煤矿的安全生产和影响着矿井的经济效益。瓦斯赋存、瓦斯涌出及其防治技术的研究一直是我国煤矿,特别是高、突瓦斯矿井的研究课题。近几年来,少数低瓦斯矿井由于瓦斯规律不明,对突发的局部瓦斯异常涌出常疏于防范,连续发生重大瓦斯事故,给国家和人民的生命财产造成巨大损失;因此,瓦斯研究工作日益受到人们的重视。 大顺煤矿位于云南省昭通市镇雄县,C 5b、C 6 a煤层为大顺煤矿的开采煤层,C 5 b、 C 6a煤层的瓦斯基础参数缺乏。C 5 b、C 6 a煤层瓦斯参数的测定是否准确决定着大顺煤矿 今后的生产安全状况,决定着大顺煤矿各种通风安全设备和设施的投资是否合理,因此,为保证将来采掘工作面的安全生产,确定主采煤层的煤与瓦斯突出危险性、瓦斯的最终来源,找出大顺煤矿主采煤层的瓦斯赋存、运移和涌出规律,必须进行C 5 b、 C 6 a煤层瓦斯基础参数的测定与分析工作。 另外,大顺煤矿的煤层瓦斯基础参数和瓦斯涌出状况的测定,为进一步摸清该矿的原始瓦斯含量、瓦斯分布情况及突出危险性,同时也可为今后制定切实可行的瓦斯防治措施提供理论依据。 本报告首先叙述大顺煤矿的生产地质概况、然后在学习瓦斯有关理论的基础上, 针对大顺煤矿C 5b、C 6 a煤层的具体情况,把C 5 b、C 6 a煤层的瓦斯基础参数测定分为现场 瓦斯参数测定和实验室瓦斯参数测定两部分。本报告的主要内容包括以下几个部分:1)现场瓦斯参数测定及分析 (1)瓦斯压力;(2)瓦斯流量衰减系数;(3)煤层透气性系数 2)实验室瓦斯参数测定及分析 (1)煤质分析:工业分析、元素分析、真密度、视密度、孔隙度 (2)煤岩分析:分析煤样的破坏类型和各种煤体组成 (3)瓦斯吸附性常数a,b值的测定 (4)煤的坚固性系数f (5)放散初速度△P 3)分析了影响大顺煤矿瓦斯赋存的地质因素。 本项目于2011年10月起,在完成了C 5b、C 6 a煤层瓦斯的现场及实验室基础参数 测定、分析研究工作,现提出总结报告。在开展这一工作的过程中,大顺煤矿等单位的有关领导和工程技术人员给予了大力的支持与帮助,在此谨向他们致以诚挚的谢意。

低透气性煤层群

低透气性煤层群 无煤柱煤与瓦斯共采关键技术 (淮南矿业集团2009年6月) 一、技术产生背景、创新成果及推广应用情况 我国大多数矿区地质构造复杂,煤岩松软,煤层具有高瓦斯、低透气性、高吸附性的特点,尤其是低渗透率和非均质性的特性,难以在采煤前直接从地面抽采煤层气。近年来,随着开采规模扩大和开采深度的迅速增加,深部开采带来的高瓦斯、高地压问题,成为淮南等矿区低透气性煤层群高效安全开采亟待解决的技术 难题。 世界上主要的煤炭生产国家都致力于深部煤层群开采的研究。对于深部煤层群开采面临的瓦斯问题,国内外研究表明:低透气性煤层群瓦斯治理技术方向是:首采关键层沿空留巷Y型通风无煤柱煤与瓦斯共采技术。 由设在淮南矿业集团的煤矿瓦斯治理国家工程研究中心联合有关煤矿企业、科研院所研发成功的低透气性煤层群无煤柱煤与瓦斯共采关键技术实现了基于锚杆支护的留巷围岩控制、无煤柱Y型通风煤与瓦斯共采。采用Y型或H型通风方式解决了U型通风工作面上隅角瓦斯积聚超限难题,实现了工作面回风流瓦斯浓度降至0.8%以下,为煤矿杜绝瓦斯爆炸事故创造了前提条

件;利用采空区所留巷道,施工顶、底板穿层钻孔,采用留巷替代了抽采瓦斯专用岩巷,大大降低了瓦斯治理成本;留巷钻孔法连续高效抽采采空区和邻近层瓦斯,实现了连续抽采卸压瓦斯,瓦斯抽采率达70%以上,抽采出的高浓度瓦斯可直接利用,大大降低了瓦斯利用成本,为煤矿安全高效开采提供了科学可靠的技术途径。本项技术为国内外首创,具有完全自主知识产权,居于国际领先水平,实现了理论、技术的重大突破和工艺装备、材料的集成创新,实现了瓦斯抽采和利用的最大化。目前,已获得3项发明专利,12项实用新型专利,9项专利已被受理,在淮南、皖北、铁法等矿区近20个工作面得到推广应用,并取得了显著的安全技术经济效益。 二、无煤柱煤与瓦斯共采技术原理 低透气性煤层群无煤柱煤与瓦斯共采关键技术,采用沿空留巷Y型通风一体化,解决高瓦斯、高地应力、高地温的煤层群进入深部开采面临的瓦斯治理、巷道支护、煤炭开采等重大安全生产技术难题,即:首采关键卸压层,沿首采面采空区边缘快速机械化构筑高强支撑墙体将回采巷道保留下来。在留巷内布置钻孔抽采邻近层及采空区卸压瓦斯;采用无煤柱连续开采,实现被保护层全面卸压;同步推进综采工作面采煤与卸压瓦斯抽采,实现了煤与瓦斯安全高效共采;抽采的高、低浓度瓦斯分开输送到地面加以利用,实现节能减排,经济、社会、环境效益显著。

煤层瓦斯测定、煤样采取和现场瓦斯解析(一)

煤层瓦斯测定、煤样采取和现场瓦斯解析(一) 五采区+700m轨道石门即将揭煤,为做好揭煤前的准备,提供煤层瓦斯参数,更好完成煤样采取和现场瓦斯解析工作,结合现场实际,特制定如下安全技术措施。 一、钻孔布置及机具 钻床安装在东进风+700m轨道石门现停掘碛头退出1m左右位置,设计施工钻孔5个,各个钻孔方位角倾角各个钻孔眼距,详见《钻孔布置平面、剖面图》。 本次施工钻孔采用ZDY-750型液压钻机、每节钻杆长度为0.8m,钻孔直径为0.75mm;取芯管直径0.65mm。 二、安全技术措施 1、通风部落实专人负责本项工作,在施工前组织施工人员学习安全技术措施、钻机操作规程和煤层瓦斯测定、采取煤样、现场解析的操作规程。施工班组在进班前认真组织每班作业人员召开班前安全会; 2、通风部每班必须指派一名技术人员现场跟班,跟班人员必须与当班钻孔施工作业人员同进同出,并加强煤样采取现场的安全监督检查,如发现异常情况立即停止作业,及时向调度室和相关领导汇报。 3、每班作业人员入井前必须随身携带1台压缩氧自救器,探钻班组长必须随身携带一台便携式瓦斯报警仪和高浓度光学瓦检仪。 4、保证施工作业地点的通风正常。

5、取芯孔施工作业点必须配备一名专职瓦斯检查员,加强作业前和作业过程中的瓦斯、二氧化碳等有毒有害气体的检查,如发现异常情况立即停止作业,及时向调度室和有关领导汇报,严禁超限作业。 6、钻场作业地点按规定安装瓦斯监测探头和断电仪,钻机的电气设备开关必须按要求安装瓦电闭锁。 7、施工人员作业前必须认真检查钻机各部件是否完好、灵敏可靠,只有确认钻机各部件正常的情况下方可作业,在钻孔作业过程中作业人员精力必须高度集中,随时观察钻孔及作业地点的安全状况,如有异常,必须立即停止作业,汇报现场跟班领导,切断钻机电源、撤出人员至安全地点,同时汇报调度室并按规定采取相应措施进行处理,待排除隐患后方可继续作业。 8、加强钻机施工作业点危岩清刁工作、刁尽危岩,保证钻孔施工安全。 9、在揭露到煤层之后,现场专职瓦斯检查员对孔口瓦斯含量进行监测并做记录。 10、施工中现场跟班技术人员应加强地质资料的收集及钻进记录,当施工至各煤层层位时必须控制钻进压力和钻进速度,同时加强瓦斯检查,当发现有顶钻、卡钻、喷孔、动力异常或瓦斯压力增大瓦斯涌出异常时,必须立即停止施钻,切断施钻设备电源,且严禁拔出钻杆,保持局扇通风;同时撤出人员,迅速报告调度室指定措施后方可处理。 11、钻孔施工至C25煤层底板时,立即停止施钻,退出钻杆,取下钻头,换上取芯管,上好取芯钻头,取芯钻头达到煤层取样位置时,先

2021年采前预抽本煤层瓦斯防突措施

Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention. (安全管理) 单位:___________________ 姓名:___________________ 日期:___________________ 2021年采前预抽本煤层瓦斯防突 措施

2021年采前预抽本煤层瓦斯防突措施导语:做好准备和保护,以应付攻击或者避免受害,从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见,安全是目的,防范是手段,通过防范的手段达到或实现安全的目的,就是安全防范的基本内涵。 (1)本煤层顺层抽放钻孔,由工作面下、上两巷打孔,采面中间不能留空白带。其方法是:1)选用大功率钻机,上、下向钻孔应能交叉10—15m;2)改变采面斜长(各小阶段车场已掘成,斜长已定型,不宜改变)3)掘进底板岩巷,岩巷内开钻场,向空白带打穿层抽放孔。 (2)由于二1煤层透气性低,应采取卸压抽放措施。即多打孔、大直径,全煤厚都分布有钻孔的措施。实施方法为,由机巷向上打不同角度的抽放孔,孔底落在全煤厚范围内,据焦作矿务局古汉矿经验,打孔时,三花眼布孔,孔与孔间距1.5—2.0m,上、下排间距0.5—0.6m,钻孔深度不一样,仰角不一样,一组钻孔5—6个,孔底间距不超过6—8m,达到全煤厚均有钻孔控制。 优点:(1)钻孔穿过较多的煤分层,瓦斯在分层层面流动速度快,提高透气性;(2)煤厚内不留空白带,钻孔分布均匀。 缺点:施工技术要求高,抽放钻孔工程量大,工期较长。 (3)在底板岩巷内向煤层打穿层抽放钻孔,即能预抽煤层瓦斯,

煤层瓦斯参数测定设计

山东新河矿业有限公司3煤层瓦斯参数测定现场施工技术方案 山东鼎安检测技术有限公司 二〇一五年一月

山东新河矿业有限公司3煤层瓦斯参数测定现场施工技术方案 编写: 审核: 批准: 山东鼎安检测技术有限公司 二0一五年四月

煤层瓦斯基础参数测定项目一览表

一、概况 新河矿业自2000年9月开工建设,2003年建成开始联合试运转,2005年7月正式生产。原设计生产能力a, 2008年后,在对井底车场、主要水平大巷及主提升、通风等矿井主要生产系统进行了扩容与改造的同时,对新河、唐口矿井井田边界进行了优化调整,经山东省国土资源厅批准,将相邻的唐口矿井630采区划归新河矿井开采,目前-400m生产水平处于收尾阶段,-980m水平正在进行开拓准备。 唐口矿井630采区划归新河矿井后,结合现场开采情况,将采区分为530采区、630采区和730采区,为确定新增加采区煤层的瓦斯参数,在530胶带集中巷及轨道集中巷施工瓦斯钻孔对煤层的瓦斯参数进行测定。 二、地质及水文地质条件 (一)地层产状 工作面穿越永东闸向斜两翼,西部处在永东闸西向斜的西翼,受两向斜构造影响,地层产状变化较大,走向SE~NE~SE,倾向SW~SE~SW,倾角5~29°,平均10°左右。 (二)褶曲 根据矿井延深区三维地震勘探资料,延深区发育有两个褶曲,分别为永东闸向斜、永东闸西向斜,受其影响地层产状变化较大。其特征如下: 1、永东闸西向斜:位于延深区中部,永东闸以西。轴向NW,延展长度约,幅度约40m。该向斜两翼不对称,西翼倾角较陡可达30°,东翼相对较缓为11°。 2、永东闸向斜:位于延深区东部,永东闸北侧,T21-1孔以西。轴向不明显,北部为NNE、南部转为NW,延展长度约,幅度约30m,西翼倾角较缓,在5°左右。 (三)断层

高瓦斯低透气性煤层增透技术研究现状

浅谈高瓦斯低透气性煤层增透技术 摘要:煤体透气性的影响因素主要有地应力、瓦斯力、孔隙裂隙结构等因素。为了增加煤层的透气性系数,国内外的许多研究人员从改变应力状态、卸压、增加孔裂隙发育程度等方面进行了不少探索,目前高瓦斯低透气性煤层增透技术大致有如下几种。 关键词:采动卸压;保护层;气爆;水力割缝 1 高瓦斯低透气性煤层增透传统技术 1.1 采动卸压增透技术 采动卸压增透技术主要是指利用临近煤层或临近区域开采、保护层开采,使本区域煤岩体或位于被保护层上、下层位的煤岩体受到采动的影响,煤岩体中应力应变状态和瓦斯压力参数发生变化,使煤体的渗透系数、煤体内瓦斯渗流速度、瓦斯涌出量剧增,导致瓦斯解吸,在孔裂隙中扩散渗流,从而为瓦斯抽采提供有利条件。保护层开采结合被保护层卸压瓦斯抽采已成为优先采用的区域性瓦斯治理技术。另外还有利用采空区卸压增透,其原理都是煤体受采动扰动,造成应力重新分布,卸压,以达到增透的效果。 1.2 钻孔或造穴增透技术 利用钻孔等方法使煤岩体的某些区域形成一定的空洞,从而改变煤体应力状态,造成媒体内裂隙、孔隙的重新分布,使原有裂隙扩大、贯通或形成新的裂缝,以此提高媒体的透气性系数。比较传统的方法有钻孔卸压增透法,各项研究或工程实践根据实际开采和地质情况,采用不同的布孔方式,常采用的是密集布孔、网格式抽采、立体交叉、斜交与垂直工作面结合等方法,各大科研机构和工程技术人员也进行了较为广泛的研究。 余长林提出对于单一低透气性、高瓦斯煤层,采用斜交和垂直工作面布孔方式,经实践证明可以达到增透,提高抽采率的效果。目前的研究和应用主要集中在各种布孔方式、不同孔径孔深、不同密集程度等的联合使用上。 另外,在钻孔的基础上进行掏穴或者称为造穴,通过二次扩孔的过程,对周围媒体进行再一次扰动,加大了煤体的膨胀变形,使卸压更加充分,从而使透气性进一步加大,增透效果更加显著。 蔡如法等在底板巷穿层钻孔中进行了掏穴增透强化抽采技术试验。实践证明掏穴后钻孔中瓦斯浓度可以增长5~6 倍,瓦斯抽采量明显增长,有些可以达到普通钻孔的5 倍左右。掏穴增透强化抽采技术施工简单,不需要过多的仪器设备,但是效果很显著,为提高瓦斯抽采效果提供了一种行之有效的方法,值得推广应用。

煤矿瓦斯抽采基本指标

AQ1026-2006煤矿瓦斯抽采基本指标 前言 1 范围 2 规范性引用文件 3 必须进行瓦斯抽采的矿井 4 瓦斯抽采应达到的指标 5 指标的测定及计算方法 6 其他 前言 本标准全部内容为强制性条文。 本标准由国家煤矿安全监察局提出。 本标准由全国安全生产标准化技术委员会煤矿安全分技术委员会归口。 本标准起草单位:煤炭科学研究总院重庆分院、中国矿业大学、煤炭科学研究总院抚顺分院、阳泉矿业(集团)有限责任公司、淮南矿业(集团)有限责任公司、芙蓉(集团)实业有限责任公司。 本标准主要起草人:胡千庭、文光才、俞合香、王魁军、李宝玉、周德昶、高正强、龙伍见。 1 范围 本标准规定了煤矿瓦斯抽采应达到的指标及其测算方法。 本标准适用于井工煤矿。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。 MT/T638 煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定法 MT/T77 煤层气测定方法(解吸法) AQ1025 煤井瓦斯等级鉴定规范 3 必须进行瓦斯抽采的矿井 有下列情况之一的矿井,必须建立地面永久抽采瓦斯系统或井下临时抽采瓦斯系统: a) 一个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或一个掘进工作面瓦斯涌出量大于m3/min,用通风方法解决瓦斯问题不合理时; b) 矿井绝对涌出量达到以下条件的: ——大于或等于40m3/min; ——年产量1.0~1.5Mt的矿井,大于30m3/min; ——年产量0.6~1.0Mt的矿井,大于25m3/min; ——年产量0.4~0.6Mt的矿井,大于20m3/min; ——年产量等于或小于0.4Mt的矿井,大于15m3/min; c) 开采有煤与瓦斯突出危险煤层。 4 瓦斯抽采应达到的指标 4.1 突出煤层工作面采掘作业前必须将控制范围内煤层的瓦斯含量降 到煤层始突深度的瓦斯含量以下或将瓦斯压力降到煤层始突深度的煤层瓦斯压

采前预抽本煤层瓦斯防突措施

采前预抽本煤层瓦斯防突措施. (1)本煤层顺层抽放钻孔,由工作面下?上两巷打孔,采面中间不能留空白带?其方法是:1)选用大功率钻机,上?下向钻孔应能交叉10—15m;2)改变采面斜长(各小阶段车场已掘成,斜长已定型,不宜改变)3)掘进底板岩巷,岩巷内开钻场,向空白带打穿层抽放孔? (2)由于二1煤层透气性低,应采取卸压抽放措施?即多打孔?大直径,全煤厚都分布有钻孔的措施?实施方法为,由机巷向上打不同角度的抽放孔,孔底落在全煤厚范围内,据焦作矿务局古汉矿经验,打孔时,三花眼布孔,孔与孔间距1.5—2.0m,上?下排间距0.5—0.6m,钻孔深度不一样,仰角不一样,一组钻孔5—6个,孔底间距不超过6—8m,达到全煤厚均有钻孔控制? 优点:(1)钻孔穿过较多的煤分层,瓦斯在分层层面流动速度快,提高透气性;(2)煤厚内不留空白带,钻孔分布均匀? 缺点:施工技术要求高,抽放钻孔工程量大,工期较长? (3)在底板岩巷内向煤层打穿层抽放钻孔,即能预抽煤层瓦斯,对煤层实施全煤厚抽放,又能进行开采中卸压抽放,还能进行采空区老塘抽放?底板岩巷布置在距二1煤底板20—25m岩层中? 为解决工作面两巷本煤层抽放孔工程存在的孔径较小,钻孔深度较浅以及钻孔间距较大等原因造成的瓦斯抽放率低的问题,计划于06年7月待11111工作面贯通后,在该面进行“低透气性煤层本煤层抽放提高瓦斯抽采率技术研究”?准备新购置三台西安分院生产的MKD-5S钻机在该面试验,通过增大抽放钻孔孔径?孔深和优化钻孔布

置参数以及加强抽放管理等多种措施来提高采面采前瓦斯抽采率? 除利用地面永久泵站系统进行瓦斯本煤层抽放外,增加井下瓦斯抽放泵站系统进行工作面浅孔抽放?采空区抽放和高位钻孔抽放瓦斯?使回采工作面形成本煤层抽放?工作面浅孔抽放?采空区抽放?高位钻孔抽放瓦斯的多种形式立体化的抽放瓦斯体系?从而使工作面瓦斯抽采率达到40%以上,为回采工作面瓦斯综合治理打下坚实基础? (3)回采工作面局部消突措施仍继续采用煤层中高压注水?超前排放孔的技术方案?在以后的中高压注水实际操作时,加强对注水压力和注水量进行观测研究,总结水压?水量和煤体内瓦斯衰减的关系?同时为了解决大采高综采工作面防突措施工程量大,采取防突措施时间较长的问题,需要在11041及11151工作面进行浅孔抽放实验研究,以进一步搞好该面防突管理工作,消除煤与瓦斯突出事故发生?此项工作于05年9月开始实施? (4)在预测?效检指标方面目前采用的是δh2和S值法?还可增加钻孔瓦斯涌出初速度q或采用综合指标R值法?通过试验对比,找出敏感指标和最佳临界值,提高预测?效检工作的安全可靠程度和提高生产效率?

煤层透气性系数测定

煤层透气性系数测定方案 透气性系数测试 煤层透气性系数的测定在我国广泛采用中国矿业大学提出的方法。这一方法是在煤层瓦斯向钻孔流动的状态属径向不稳定流动的基础上建立的,采用该法时按下列步骤进行。 1、打钻孔测定煤层瓦斯压力 由石门或其他围岩巷道向煤层打测压钻孔,钻孔与煤层交角应尽量接近90°,钻孔要打穿煤层全厚,孔径不限。记录钻孔的方位角、仰角和钻孔在煤层中的长度。记录钻孔见煤和打完煤层的时间(年、月、日、时、分),取这两个时间的平均值作为钻孔开始排放瓦斯时间的起点。钻孔打完后,清洗钻孔,封孔测瓦斯压力(图1-1)。上压力表之前测定钻孔瓦斯流量,并记录流量与测定流量的时间(年、月、日、时、分)。当压力表读数上升至稳定的最高位时,即为煤层原始瓦斯压力值。 图1-1 煤层透气性测定示意图 1一钻孔;2一测压管;3一压力表;4一阀门;5一流量计;6-封孔段;7一煤层 2、卸压测定钻孔瓦斯流量 卸下压力表排放瓦斯,卸压ld以后进行测定钻孔瓦斯流量,在测定时要记录时间(年、月、日、时、分) ,即卸表大量排放瓦斯时

间与每次测定瓦斯流量的时间,两者的时间差即为时间准数中的值。 测量流量的仪表,当流量大时可用小型孔板流量计或浮子流量计,而流量小时可用0.5m 3/h 的湿式气体流量计(煤气表)。封孔后上表前测得的流量也可用来计算透气性系数。 3、测定煤的瓦斯含量系数 煤层的瓦斯含量系数一般是在试验室通过吸附试验确定的。 4、透气性系数的汁算方法 钻孔瓦斯流动是径向不稳定流动,求出其流动方程的解析解是困难的。中国矿业大学在实验室用相似模型试验的方法进行试验,并以相似准数表达了试验的结果。 径向不稳定流动的计算公式为: 0b Y aF = 式中: Y ——流量准数,无因次; 0F ——时间准数,无因此; a,b ——无因次系数。 1 2201()qr Y p p λ=- 1.500214p F ar λ=t 式中:P 0——煤层原始绝对瓦斯压力(表压力加0.1),MPa ; P 1——钻孔中的瓦斯压力,一般为0.1Mpa ; λ——煤层透气性系数,m 2/(MPa 2·d); 1 r ——钻孔半径,m ; q ——在排放时间为t 时、钻孔煤壁单位面积的瓦斯流量,m 3/(m 2·d); 12Q q r L π= Q ——在时间为t 时测出的钻孔流量,m 3/d ; L —一钻孔见煤长度,一般为煤层厚度,m ; t ——从钻孔卸压到测定钻孔瓦斯流量的时间,d ;

松软低透煤层分源瓦斯治理及瓦斯综合利用

2004第四届国际煤层气论坛 松软低透煤层分源瓦斯治理及瓦斯综合利用 袁亮 (淮南矿业集团) 摘要:针对采掘区域瓦斯涌出及分布特点,提出并研究了顶板抽采瓦斯技术,保护层开采综合治理瓦斯技术,突出煤层边抽边掘技术,穿层钻孔预抽瓦斯技术,突出煤层消除突出危险综合治理技术,以及地面钻井预抽采动影响区域煤层瓦斯技术等一套适合淮南矿区瓦斯治理实际的成功技术,瓦斯综合治理成效显著,年抽采瓦斯量达1.5亿m3,开展了大规模的瓦斯综合利用及研究。 淮南矿区开采深度-720m,开拓深度-820m,地质构造复杂,大于5m以上的断层有400余条,并且构造与瓦斯赋存异常关系非常密切.矿区高、突瓦斯煤层具有松软低透气性的特点,煤的硬度系数厂值为0.2—0.7,煤层原始瓦斯含量为10~22m3/t,实测最大瓦斯压力为5.7MPa,煤层透气性系数为0.02—0.08m2/MPa2d。抽采瓦斯量300m3/min,抽采瓦斯浓度10~95%,瓦斯综合利用储气能力16万m3. 1采动卸压瓦斯治理技术 1.1开采煤层顶板抽采瓦斯技术 顶板抽采瓦斯是在工作面上风巷煤层顶板向采空区方向施工抽采瓦斯钻孔或巷道,抽采采空区及邻近层涌出的采动卸压瓦斯。 理论研究和数值模拟表明:对于工作面走向长度180m,采高3m,煤层顶板模拟高度45m,底板厚lOm,煤层倾角30。的回采区域,从应力分析得知:煤层采出后,在工作面上风巷倾斜向下方向O~30m裂隙发育充分。即以上风巷为界,垂直煤层向上5~25m,倾斜向下O~30m为裂隙充分发育区,此范围是布置顶板抽采瓦斯钻孔或抽采瓦斯巷道的合理区域。 试验室相似材料研究得知:C13.1煤层在赋存垂深580m左右,采用走向长壁开采,采高3m,直接顶为5m左右的细砂岩的条件下,工作面上方至后方10m的范围内,冒落带高度5~7m,裂隙带高度8~25m,岩层冒落角70。左右。 从1998年开始,先后在潘一矿、潘三矿等矿井进行了顶板钻孔抽采瓦斯试验,在李一矿、新庄孜矿、谢一矿、谢二矿进行了顶板巷道抽采瓦斯试验。顶板走向钻孔抽采瓦斯纯量19~20m3/min,抽采率达45%以上。创造了历史上同类条件下工作面推进速度、产量的最高记录。根据工业性试验的现场测算结果,获得了抽采动力、钻孔数量和抽采量间的最佳匹配关系,即每个钻场布最8个钻孔,钻场问距lOOm,钻孔长度120m,抽 24

国家煤矿安全监察局办公室关于推广低透气性煤层群无煤柱煤与瓦斯共采关键技术的通知

国家煤矿安全监察局办公室关于推广低透气性煤层群无煤柱煤与瓦斯共采关键技术的通知 各产煤省、自治区、直辖市及新疆生产建设兵团煤炭行业管理、煤矿安全监管部门,各省级煤矿安全监察机构,有关中央企业: 为了解决淮南矿区高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井低透气性煤层群瓦斯防治难题,煤矿瓦斯治理国家工程研究中心联合有关煤矿企业、科研院所开展了低透气性煤层群无煤柱煤与瓦斯共采技术的研究与试验,取得了重大技术突破,实现了基于锚杆支护的留巷围岩控制、无煤柱Y型通风煤与瓦斯共采,解决了U型通风工作面上隅角瓦斯积聚超限难题,工作面回风流瓦斯降至0.8%以下;采用留巷钻孔法连续高效抽采采空区和邻近层瓦斯,抽采出的瓦斯浓度高达60%以上,被卸压煤层瓦斯预抽率达70%以上,并具有采气周期长、抽采成本低、利于监测监控采空区自然发火等特点。这项技术已在淮南、皖北、铁法等矿区近20个工作面推广应用,取得了显著的安全技术经济效益,对提高煤炭资源回收率和实现高瓦斯矿区煤与瓦斯两种资源的安全高效共采具有重要的意义。 现将淮南矿业集团整理的《低透气性煤层群无煤柱煤与瓦斯共采关键技术》材料印发给你们,请结合本地区、本单位实际情况加以推广应用,不断深化煤矿瓦斯治理,强化瓦

斯抽采,从源头上治理瓦斯灾害,努力构建“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的煤矿瓦斯治理工作体系。 二○○九年六月日

低透气性煤层群 无煤柱煤与瓦斯共采关键技术 (淮南矿业集团2009年6月) 一、技术产生背景、创新成果及推广应用情况 我国大多数矿区地质构造复杂,煤岩松软,煤层具有高瓦斯、低透气性、高吸附性的特点,尤其是低渗透率和非均质性的特性,难以在采煤前直接从地面抽采煤层气。近年来,随着开采规模扩大和开采深度的迅速增加,深部开采带来的高瓦斯、高地压问题,成为淮南等矿区低透气性煤层群高效安全开采亟待解决的技术难题。 世界上主要的煤炭生产国家都致力于深部煤层群开采的研究。对于深部煤层群开采面临的瓦斯问题,国内外研究表明:低透气性煤层群瓦斯治理技术方向是:首采关键层沿空留巷Y型通风无煤柱煤与瓦斯共采技术。 由设在淮南矿业集团的煤矿瓦斯治理国家工程研究中心联合有关煤矿企业、科研院所研发成功的低透气性煤层群无煤柱煤与瓦斯共采关键技术实现了基于锚杆支护的留巷围岩控制、无煤柱Y型通风煤与瓦斯共采。采用Y型或H 型通风方式解决了U型通风工作面上隅角瓦斯积聚超限难题,实现了工作面回风流瓦斯浓度降至0.8%以下,为煤矿杜绝瓦斯爆炸事故创造了前提条件;利用采空区所留巷道,施

煤层瓦斯含量井下直接测定方法

煤层瓦斯含量井下直接测定方法 1、范围 本标准规定了井下直接测定煤层瓦斯含量的采样方法、解吸瓦斯量测定方法、损失瓦斯量补偿方法、残存瓦斯量测定方法及煤层瓦斯含量的计算方法。 本标准适用于煤矿井下利用解吸法直接测定煤层瓦斯含量。 本标准不适用于严重漏水钻孔、瓦斯喷出钻孔及岩芯瓦斯含量测定。 2、仪器设备 a)煤样罐:罐内径大于60mm,容积足够装煤样400g 以上,在1.5MPa 气压下保持气密性; b)瓦斯解吸速度测定仪(简称解吸仪,如图1 所示):量管有效体积不小于800cm3,最小刻度2 cm3; c)空盒气压计:(80~106)Kpa,分度值0.1kPa; d)秒表; e)穿刺针头或阀门; f)温度计:(-30~50)℃; g)真空脱气装置或常压自然解吸测定装置; h)球磨机或粉碎机; i)气相色谱仪:符合GB/T 13610 要求; j)天秤:秤量不小于1000g,感量不大于1g; k)超级恒温器,最高工作温度(95~100)℃。 3、采样 1)采样前准备 (1)所有用于取样的煤样罐在使用前必须进行气密性检测;气密性检测可通过向煤样罐内注空气至 表压1.5MPa 以上,关闭后搁置12h,压力不降方可使用。禁止在丝扣及胶垫上涂润滑油。(2)解吸仪在使用之前,将量管内灌满水,关闭底塞并倒置过来(见图1),放置10min 量管内水 面不动为合格。

2)煤样采集 (1)采样钻孔布置 同一地点至少应布置两个取样钻孔,间距不小于5m。 (2)采样方式 在未经过瓦斯抽采的石门、岩石巷道或新暴露的采掘工作面向煤层打钻,用煤芯采取器(简称煤芯 管)采集煤芯或定点取样采集煤屑,采集煤芯时一次取芯长度应不小于0.4m。 (3)采样深度 采样深度应超过钻孔施工地点巷道的影响范围,并满足以下要求:在采掘工作面取样时,采样深度 应根据采掘工作面的暴露时间来确定,但不得小于12m;在石门或岩石巷道采样时,距煤层的垂直距离 应视岩性而定,但不得小于5m。测定残余瓦斯含量时,取样不受此限制。 (4)采样时间 采样时间是指用于瓦斯含量测定的煤样从割芯(或钻屑)到被装入煤样罐密封所用的实际时间。采 样时间越短越好,但不得超过30min。 (5)取出煤芯后,对于柱状煤芯,采取中间含矸石少的完整的部分;对于粉状及块状煤芯,要剔除 矸石、泥石及研磨烧焦部分。不得用水清洗煤样,保持自然状态装入密封罐中,不可压实,罐口保留约 10mm 空隙。 (6)煤样罐密封前,先将穿刺针头插入罐盖上部的密封胶垫,以避免造成煤样罐憋气现象,然后再 用扳手拧紧罐盖,再将排气管与穿刺针头连接来测定瓦斯解吸速度。 (7)参数记录 采样时,应同时收集以下有关参数记录在附录A: a) 地质参数:取样地点、煤层名称、埋深(地面标高、煤层底板标高)、采样深度、钻孔方位、 钻孔倾角;

煤与瓦斯共采

专家:实现安全生产应“煤与瓦斯共采” 时间:2011-8-16 13:59:42 来源:煤炭网 如何解决我国低透气性煤层的煤矿瓦斯治理难题,实现煤炭的安全高效开采?专家指出,煤炭与瓦斯(煤层气)共采是必经之路。 8月13日—14日,在由北京大学、山西省委、省政府办公厅联合主办的山西省转型跨越发展暨世界新能源战略高峰论坛在山西太原召开。 论坛上,中国工程院院士、煤矿瓦斯治理国家工程研究中心主任袁亮指出,我国煤炭探明储量5.57万亿吨,其中负1000米以下占53%,同时我国煤矿地质条件极其复杂,95%为井工开采,70%以上国有煤矿是高瓦斯矿井。随着开采规模和开采深度增加,我国大部分煤矿将面临低透气性高瓦斯开采难题,这正是造成煤矿瓦斯事故多发的重要因素,如何实现安全高效开采一直是困扰采矿界的世界性难题。 “靠引进国外煤矿瓦斯开发技术不能解决我国复杂地质条件下的瓦斯治理难题。只有走‘煤与瓦斯共采’的路子才能实现我国煤炭的科学开采。”袁亮说。 近年来,我国成功自主研发的低透气性煤层群卸压开采抽采瓦斯煤与瓦斯共采技术、无煤柱煤与瓦斯共采技术,突破了传统采矿和瓦斯治理理论,实现了煤与瓦斯共采、瓦斯变害为宝,这些技术在我国地质条件最复杂的安徽淮南矿区得到了成功应用,并在全国高瓦斯矿区得到全面推广。此外,晋城沁水盆地突破了高阶煤地面煤层气开发禁区,取得了一系列技术突破,为我国地面煤层气开发提供了重要技术手段。 此外,我国煤矿瓦斯开发利用较为成功的淮南和晋城矿区的典型案例表明,我国在低透气性煤层的“煤与瓦斯共采”技术达到了世界领先水平。 袁亮建议,从“十二五”开始,我国煤矿瓦斯开发应做到“两条腿走路”,即短期内无法采用地面煤层气开采的“三低一高”(低饱和度、低渗透性、低储层压力,高变质程度)矿区,推广“淮南模式”,走煤矿区采煤采气一体化、煤与瓦斯共采的路子,力争用5年—10年时间,煤矿区瓦斯抽采量达到150亿—250亿立方米;在适合地面煤层气开发条件的地区,优先安排勘探开发,突破关键技术和政策瓶颈,解决“气权矿权重置”等问题,推广“晋城模式”,走先抽煤层气后采煤的路子。 目前,“淮南模式”和“晋城模式”已在山西焦煤集团、晋城煤业集团等煤矿企业大力推广。 论坛上,山西省政协副主席令政策也高度认可煤层气产业的前景以及煤层气产业发展对山西省转型跨越发展的意义。他说:“山西省煤层气储量丰富,达10万亿立方米,但目前每年产量不到50亿立方米,如果每年开发利用量达到500亿立方米,就相当于一个‘绿色大庆’了。”

预抽回采工作面煤层瓦斯防治煤跟瓦斯突出措施效果评价方法(完整版)

ICS 13.100 MT D 09 备案号:20427—2007 中华人民共和国煤炭行业标准 MT/T 1037-2007 预抽回采工作面煤层瓦斯防治煤与瓦斯突 出措施效果评价方法 Evalwating method of the contol effect for coal and gas outburst by pre-drainage of coal-bed methane in front of coal face 2007-03-30发布 2007-07-01实施国家安全生产监督管理总局发布

MT/t 1037-2007 前言 本标准由中国煤炭协会科技发展部提出。 本标准由煤炭待业煤矿安全标准化技术委员会归口。 本标准起草单位:煤炭科学院总院重庆分院。 本标准主要起草人:梁运培、林府进、董钢锋、刘林、汪长明。

预抽回采工作面煤层瓦斯防治煤与 瓦斯突出措施效果评价方法 1 范围 本标准规定了预抽回采工作面煤层瓦斯防治煤与瓦斯突出(以下简称防突)措施效果评价的方法、指标。 本标准适用于采用预抽回采工作面煤层瓦斯措施防治煤与瓦斯突出的矿井。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。 AQ 1026 煤矿瓦斯抽采基本指标 3定义 3.1 预抽回采工作面煤层瓦斯进技术pre-drainage gas of territorial seam of working face 回采前在工作面煤层区域内,施工一定数量的钻孔,抽放煤层瓦斯。 3.2 预抽回采工作面煤层瓦斯防突效果评价effect evaluating 0f measure of outburst prevention by pre-drainage 0f coal-bed methane in front 0f coal face 针对突出煤层回采工作面在采取预抽煤层瓦斯防突措施后,对所采取的防突措施的效果进行评价,以确定肪突措施是否有效。 4 预抽回采工作面煤层瓦斯防突设计要求 4.1 防突措施选择 预抽回采工作面煤层瓦斯的防突措施,主要有穿层钻孔预抽和顺层钻孔预抽两种,可以根据煤层的具体覆存条件、采掘布置情况、钻孔施工条件及抽放时间,通过综合分析进行确定。 4.2 措施参数设计

煤层透气性系数测定方法

煤层透气性系数测定方法 一、煤层透气性系数计算方法介绍 煤层透气性系数的好坏是判断煤层预抽和煤与瓦斯突出可能性的重要指标之一.过去的一些测定方法操作复杂计算困难,使石壕煤矿一直没有测定这一指标.根据煤科院重庆分院的简便测定方法进行了测定与计算,现将测定方法与结果介绍如下: 该方法是径向稳定流动理论基础上进行计算,具体的作法是测定煤层瓦斯压力,测压孔打好后,立即封孔测压,每隔1~5 d,观测压力变化,并做好记录,初期,压力上升较快,应每天观测,以后压力趋于稳定观测时间可长一些,直到瓦斯压力达到最大值,并用下式计算煤层的透气性. )(0 020P P F t P r =λ 式中:λ——煤层透气性,M 2/(Mpa.d); г0-----钻孔半径,m ; P 0-------煤层原始瓦斯压力,Mpa ; t---------瓦斯压力上升到0。1P 0、0。2P 0、 0。 3P 0-----的时间,d; 如果测压孔未能垂直于煤层,且未能将钻孔的岩石部分全部封闭,那 么还需引入一个系数α1,其计算方法见图(4-2) m L = 1α m--------钻孔见煤真厚度,m; 图(4-2)α1系数计算图 公式推导如下: 利用径向稳定流动公式; ) (ln 22 0t t t P P m t r R Q P -=πλ L r Q t 2 π=, m L =1α 代入流动公式整理后得出

] )(1[ln 2 0201 P P tP r R r P P t t -=αλ 令 =0 P P t n 代入上式得出 r R n n tP r n tP r R nr ln 1] 1[ln 2 2 12021*-* =-= αλαλ 式中R 为未知数,当设瓦斯补给半径为R 时,(仅游离瓦斯流动), 有下列恒等式, ) 1(1)1(1)(1)()()(10 010220202n n P P P P P P P m L r R LP r P P m r P P m R t t t t t t t -+ =- +=-+==---δαδαδ πδπδπ δ------为煤层的空隙率,m 3/m 3 )1(1ln(21)ln()) 1(1ln()ln(12n n r R n n r R -+=-+=δαδα 令 ))1(1ln(2 11)( 120n n n n P P F t -+*-=δα 并进行数学处理可得出下式 ))1(1ln(121)(1020n n n dn P P F n t -+-=?δα 式中 n=P t /p 0,δ为煤的孔隙率(%), }( P P F t 用梯形积分法求出,为了计算方便,特提供表 (1)

煤层瓦斯测定、煤样采取和现场瓦斯解析(标准版)

( 安全技术 ) 单位:_________________________ 姓名:_________________________ 日期:_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 煤层瓦斯测定、煤样采取和现场 瓦斯解析(标准版) Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people make mistakes

煤层瓦斯测定、煤样采取和现场瓦斯解析 (标准版) 五采区+700m轨道石门即将揭煤,为做好揭煤前的准备,提供煤层瓦斯参数,更好完成煤样采取和现场瓦斯解析工作,结合现场实际,特制定如下安全技术措施。 一、钻孔布置及机具 钻床安装在东进风+700m轨道石门现停掘碛头退出1m左右位置,设计施工钻孔5个,各个钻孔方位角倾角各个钻孔眼距,详见《钻孔布置平面、剖面图》。 本次施工钻孔采用ZDY-750型液压钻机、每节钻杆长度为0.8m,钻孔直径为0.75mm;取芯管直径0.65mm。 二、安全技术措施 1、通风部落实专人负责本项工作,在施工前组织施工人员学习

安全技术措施、钻机操作规程和煤层瓦斯测定、采取煤样、现场解析的操作规程。施工班组在进班前认真组织每班作业人员召开班前安全会; 2、通风部每班必须指派一名技术人员现场跟班,跟班人员必须与当班钻孔施工作业人员同进同出,并加强煤样采取现场的安全监督检查,如发现异常情况立即停止作业,及时向调度室和相关领导汇报。 3、每班作业人员入井前必须随身携带1台压缩氧自救器,探钻班组长必须随身携带一台便携式瓦斯报警仪和高浓度光学瓦检仪。 4、保证施工作业地点的通风正常。 5、取芯孔施工作业点必须配备一名专职瓦斯检查员,加强作业前和作业过程中的瓦斯、二氧化碳等有毒有害气体的检查,如发现异常情况立即停止作业,及时向调度室和有关领导汇报,严禁超限作业。 6、钻场作业地点按规定安装瓦斯监测探头和断电仪,钻机的电气设备开关必须按要求安装瓦电闭锁。

采面顺层钻孔预抽煤层瓦斯区域防突措施示范文本

采面顺层钻孔预抽煤层瓦斯区域防突措施示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

采面顺层钻孔预抽煤层瓦斯区域防突措 施示范文本 使用指引:此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进,同时考虑各个环节之间的关系,每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划,并将危害降低到最小,文档经过下载可进行自定义修改,请根据实际需求进行调整与使用。 一、采面预抽煤层瓦斯的目的和意义 根据瓦斯综合治理工作体系,为提高抽采率,降低瓦 斯含量,消除采面空白带达到消突目的,切实实现“不采 突出面”,从根本上保证矿井的安全生产,特对该采面区 域瓦斯治理方案进行设计。 二、平禹四矿二1煤层赋存情况 根据四矿安全生产的工作安排和集团公司瓦斯区域治 理工作部署,对井田范围内的煤层赋存状况进行了统计摸 底分析。由于我矿现只开采二1煤层,根据原生产过程中 实际揭露的情况及有关的钻孔资料,我们对二1煤层进行 了分析研究,详细了解了其分布规律,分布范围、面积、

煤层厚度变化等基本情况,现叙述如下: 从四矿的钻孔资料及实际揭露情况来看,四矿二1煤层煤层厚度变化不一,赋存不稳定。 三、12190采面基本情况 12190采面位于Ⅱ采区下山东翼,北邻11090采面、11100采面防水煤柱,南靠12210采面(未掘),东接Ι采区断层上盘断煤交线,西靠Ⅱ下采区轨道下山保护煤柱,采面标高-314.20m~-364.121m,对应地面标高240.8m~259m。该采面开采二1煤层,从风、机巷揭露的情况来看,该采面煤层赋存不稳定,自西向东煤层厚度逐渐增厚,厚度1.8~7.3m,从倾向上看,煤层厚度自北往南逐渐增厚,厚度1.2m~3.5,东部煤层厚度在3.5m~6.5m 之间,平均厚度4m。 该采面设计长度走向长度980米,可采走向长 720m,采长170米,可采储量52万吨。目前机巷已施工

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