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卸压开采抽采瓦斯理论及煤与瓦斯共采技术体系 被引量：363
1
作者 袁亮 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期1-8,共8页
针对低透气性、高吸附性、高瓦斯煤层群安全高效开采技术难题,以淮南矿区为主要试验研究基地,应用岩石力学、岩层移动、"O"形圈、瓦斯流动等理论,研究卸压开采采场内岩层移动及应力场分布规律、裂隙场演化及分布规律、卸压瓦... 针对低透气性、高吸附性、高瓦斯煤层群安全高效开采技术难题,以淮南矿区为主要试验研究基地,应用岩石力学、岩层移动、"O"形圈、瓦斯流动等理论,研究卸压开采采场内岩层移动及应力场分布规律、裂隙场演化及分布规律、卸压瓦斯富集区及运移规律等科学规律.针对不同煤(岩)层和瓦斯地质条件,探索出卸压开采抽采瓦斯理论,建立了卸压开采抽采瓦斯、煤与瓦斯共采技术体系.创新了低透气性、高瓦斯煤层群安全高效开采矿井设计理论,解决了煤与瓦斯共采重大工程技术难题. 展开更多
关键词 煤与瓦斯共采 低透气性煤层 复杂地质条件
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留巷钻孔法煤与瓦斯共采技术 被引量：91
2
作者 袁亮 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期898-902,共5页
针对深井高地应力、高瓦斯含量、低渗透率煤层群开采效率低和深部开采面临的安全技术问题难以突破的现状,提出煤与瓦斯共采新思路、新方法.揭示了采动影响区内顶板岩层裂隙的动态演化及采空区侧"竖向裂隙发育区"的形成规律、... 针对深井高地应力、高瓦斯含量、低渗透率煤层群开采效率低和深部开采面临的安全技术问题难以突破的现状,提出煤与瓦斯共采新思路、新方法.揭示了采动影响区内顶板岩层裂隙的动态演化及采空区侧"竖向裂隙发育区"的形成规律、Y型通风方式下采空区的空气压力场分布和卸压瓦斯的流动规律,建立了留巷钻孔法替代巷道钻孔法抽采卸压瓦斯的煤与瓦斯共采的新理论、新方法. 展开更多
关键词 留巷钻孔法 煤与瓦斯共采 低透气性煤层 无煤柱 沿空留巷
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红阳二矿水力冲孔增透技术研究及应用 被引量：3
3
作者 王庆国 司俊廷 +1 位作者 刘洋 李滨 《能源与环保》 2018年第8期33-36,共4页
针对红阳二矿12煤层透气性低、底抽巷穿层钻孔瓦斯抽采效率偏低难以满足预抽要求的情况,基于水力冲孔卸压增透机理,提出采用水力冲孔和普通钻孔预抽相结合的钻孔布置方式进行高效抽采。研究结果表明:水力冲孔在低透突出煤层区域瓦斯抽... 针对红阳二矿12煤层透气性低、底抽巷穿层钻孔瓦斯抽采效率偏低难以满足预抽要求的情况,基于水力冲孔卸压增透机理,提出采用水力冲孔和普通钻孔预抽相结合的钻孔布置方式进行高效抽采。研究结果表明:水力冲孔在低透突出煤层区域瓦斯抽采消突措施中应用效果显著,采取水力冲孔措施的34 d内,钻孔的平均瓦斯抽采浓度是普通钻孔的2.5倍,平均瓦斯抽采纯量是普通钻孔的4.4倍。 展开更多
关键词 低透煤层 水力冲孔 卸压增透 出煤量
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低透气性煤层减漏增透综合增抽技术 被引量：1
4
作者 潘竞涛 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期55-61,共7页
为了解决低透气性煤层的煤层气抽采难题,以山西王家岭煤矿2号低透气性煤层为例,首先对不同封孔长度下煤层气的抽采进行了数值模拟,然后进行抽采钻孔封孔工艺改进及CO_2相变爆破增透数值模拟,进而开展了综合增抽技术的现场试验。研究结... 为了解决低透气性煤层的煤层气抽采难题,以山西王家岭煤矿2号低透气性煤层为例,首先对不同封孔长度下煤层气的抽采进行了数值模拟,然后进行抽采钻孔封孔工艺改进及CO_2相变爆破增透数值模拟,进而开展了综合增抽技术的现场试验。研究结果表明:①延长封孔长度可减少巷道中空气渗漏量,王家岭矿2号煤层抽采钻孔合理封孔长度为12 m;②增加封孔长度、采用固液耦合壁式封孔工艺可有效减少巷道漏风量,同时提高煤层气抽采浓度和抽采纯量;③CO_2相变爆破后钻孔壁大面积破损,并形成很多相互交织的爆生裂隙和开口较大的孔洞,距离爆破点3 m处的渗透率为初始渗透率的5倍,距离爆破点4 m处的渗透率为初始渗透率的1.6倍;④减漏增透综合增抽技术应用后,煤层气抽采纯量提高了200倍。结论认为,由增加封孔长度、固液耦合壁式封孔工艺、CO_2相变爆破增透所构成的煤层减漏增透综合增抽技术,可以有效地破解低透气性煤层煤层气抽采的难题,现场应用效果良好。 展开更多
关键词 低透气性煤层 煤层气 减漏增透 抽采渗流 封孔长度 固液耦合壁式封孔 CO2相变爆破 渗透率 增抽技术
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高压空气冲击条件下煤体气体压力分步模拟研究
5
作者 胡宗源 《价值工程》 2022年第21期156-158,共3页
煤层渗透性严重影响着矿井瓦斯抽采及瓦斯突出防治工作,而我国井田内煤层多为低透气性突出煤层。为提高低透气性煤层的渗透性采用高压空气冲击煤体增透技术,以多孔介质渗流理论为基础,结合高压空气冲击煤体的气体压力变化,应用有限元软... 煤层渗透性严重影响着矿井瓦斯抽采及瓦斯突出防治工作,而我国井田内煤层多为低透气性突出煤层。为提高低透气性煤层的渗透性采用高压空气冲击煤体增透技术,以多孔介质渗流理论为基础,结合高压空气冲击煤体的气体压力变化,应用有限元软件实现了用不同压力值的高压空气多点连续式冲击煤体的模拟计算。研究表明:高压空气压力影响着煤体的透气性,且煤层中的气体压力分布范围随着冲击煤体的高压空气压力值的升高而逐渐增大;距离自由面越近煤体受到的冲击越大,而深部煤体的影响相对较小。 展开更多
关键词 高压空气 增透技术 低透气性煤层 数值模拟
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深孔爆破技术在高地应力低透气性高瓦斯煤层增透防突中的适用性 被引量：23
6
作者 赵宝友 王海东 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期145-152,共8页
同时考虑爆炸波、爆生气体、煤层原始瓦斯压力和煤层地应力的作用,对不同地应力条件下的高瓦斯低透气性煤层深孔爆破进行了有限差分动力数值模拟,并与室内相似模型实验和相关现场实践进行了对比。结果表明:地应力对煤层深孔爆破效果的... 同时考虑爆炸波、爆生气体、煤层原始瓦斯压力和煤层地应力的作用,对不同地应力条件下的高瓦斯低透气性煤层深孔爆破进行了有限差分动力数值模拟,并与室内相似模型实验和相关现场实践进行了对比。结果表明:地应力对煤层深孔爆破效果的影响显著,尤其对于高地应力煤层,地应力严重抑制着煤层爆生裂隙的扩展,煤层爆生裂隙半径随地应力的增大而近线性地减小,但深孔爆破技术对于高应力低透气性煤层仍可取得良好的增透效果;煤层地应力的主应力方向在一定程度上影响着爆生裂隙的扩展方向,实际工程需结合煤层地应力状况来布置爆破孔的空间位置。 展开更多
关键词 爆炸力学 爆生裂隙 深孔爆破 高应力低透气性煤层 煤层地应力 爆生气体
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贵州矿区“两高一低”煤层钻冲联动高效抽采技术研究 被引量：5
7
作者 梁银权 王进尚 冯星宇 《煤炭工程》 北大核心 2019年第10期63-66,共4页
为提高贵州矿区新田煤矿4煤层瓦斯抽采效果,缩短瓦斯治理时间,增加煤层透气性,针对4煤层瓦斯含量高、压力高、透气性低等特点,在新田煤矿1404工作面运输巷底抽巷实施了水力冲孔卸压增透技术,研究了钻冲一体化卸压增透技术的技术原理和... 为提高贵州矿区新田煤矿4煤层瓦斯抽采效果,缩短瓦斯治理时间,增加煤层透气性,针对4煤层瓦斯含量高、压力高、透气性低等特点,在新田煤矿1404工作面运输巷底抽巷实施了水力冲孔卸压增透技术,研究了钻冲一体化卸压增透技术的技术原理和装备选型,设计了钻冲一体化卸压抽采方案,现场应用结果表明,钻冲一体化卸压增透技术加快了1404煤巷掘进抽采效率,减少了抽采达标时间,提升了煤巷掘进速度,有效缓解了"抽、掘、采"接替紧张的局面。 展开更多
关键词 “两高一低”煤层 钻冲一体化 瓦斯抽采 水力冲孔 卸压增透 突出煤层
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水力冲孔注水压力对煤层增透效果的影响研究 被引量：22
8
作者 唐建平 武文宾 +1 位作者 戴林超 孙朋 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2019年第11期68-73,共6页
针对低透气性煤层瓦斯抽采难度大及效率低等问题,采用了水力冲孔技术对瓦斯进行抽采。在多物理场及损伤力学的基础上,建立了煤层损伤-渗流耦合方程,利用COMSOL Multiphysics软件数值模拟了平煤十二矿己15号煤层17220工作面水力冲孔对煤... 针对低透气性煤层瓦斯抽采难度大及效率低等问题,采用了水力冲孔技术对瓦斯进行抽采。在多物理场及损伤力学的基础上,建立了煤层损伤-渗流耦合方程,利用COMSOL Multiphysics软件数值模拟了平煤十二矿己15号煤层17220工作面水力冲孔对煤层增透效果的影响,得出了当单孔冲孔煤量一定时,瓦斯抽采有效半径随着注水压力的增加而逐渐增大,但是当注水压力增大到一定程度时,抽采有效半径增加幅度值随着注水压力增大而减小,同时确定了该煤层的注水压力及钻孔方式,并开展了工程试验,结果表明:煤层经过水力冲孔后,瓦斯平均抽采浓度和抽采纯量分别为60%和0.087m3·min-1,分别是未进行冲孔的2.07倍和2.9倍,透气性提高了13.5倍,而且残存瓦斯含量下降到防突标准以下,消突效果明显。 展开更多
关键词 低透气性煤层 水力冲孔 损伤-渗流耦合方程 瓦斯抽采 注水压力 增透效果
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低透煤层采空区覆岩高位瓦斯富集区微震探测及应用 被引量：15
9
作者 李树刚 成小雨 +1 位作者 刘超 赵鹏翔 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第6期61-66,共6页
为了提高低透气性煤层采空区覆岩卸压瓦斯的抽采效果,采用微震监测技术,对工作面推进过程中采空区覆岩微震事件的演化过程进行了监测,进而分析了采空区覆岩的空间破裂特征,并依据微震监测分析得到的采动裂隙带位置及周期来压步距,设计... 为了提高低透气性煤层采空区覆岩卸压瓦斯的抽采效果,采用微震监测技术,对工作面推进过程中采空区覆岩微震事件的演化过程进行了监测,进而分析了采空区覆岩的空间破裂特征,并依据微震监测分析得到的采动裂隙带位置及周期来压步距,设计了高位钻孔瓦斯抽采参数,检验了瓦斯抽采效果。结果表明:工作面回采期间周期来压步距在16 m左右,形成的采动裂隙带高度在50 m左右,据此设计的高位瓦斯抽采钻孔瓦斯抽采量和抽采体积分数分别提升了100%和150%,表明微震监测技术可准确探测采空区覆岩高位瓦斯富集区的空间位置,为瓦斯抽采钻孔设计提供了依据。 展开更多
关键词 低透气性煤层 采动裂隙带 瓦斯富集区 微震监测 瓦斯抽采
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高压空气爆破致裂煤体数值模拟 被引量：10
10
作者 李守国 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2013年第12期163-165,共3页
以多孔介质渗流理论为基础,应用有限元软件对不同压力下空气爆破致裂煤体进行模拟计算。研究表明:随着爆破煤体的高压空气压力的增高,受爆破冲击分布的煤体范围逐渐增大;靠近爆破钻孔部分的煤体受到的冲击较大,而对于远离爆破钻孔的煤... 以多孔介质渗流理论为基础,应用有限元软件对不同压力下空气爆破致裂煤体进行模拟计算。研究表明:随着爆破煤体的高压空气压力的增高,受爆破冲击分布的煤体范围逐渐增大;靠近爆破钻孔部分的煤体受到的冲击较大,而对于远离爆破钻孔的煤体深部影响相对较小。 展开更多
关键词 高压空气 低透气性煤层 增透技术 数值模拟
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低透气性突出煤层群瓦斯综合治理技术 被引量：10
11
作者 周波 程建圣 《煤炭工程》 北大核心 2017年第9期87-90,共4页
针对乌兰煤矿低透气性煤层群瓦斯含量高、压力大的特点,为解决首采保护层工作面开采过程中瓦斯超限问题,提出穿层钻孔预抽首采层瓦斯、地面钻井抽采卸压瓦斯、走向高位钻孔和上隅角埋管抽采瓦斯的综合措施对突出煤层群开采下的矿井实施... 针对乌兰煤矿低透气性煤层群瓦斯含量高、压力大的特点,为解决首采保护层工作面开采过程中瓦斯超限问题,提出穿层钻孔预抽首采层瓦斯、地面钻井抽采卸压瓦斯、走向高位钻孔和上隅角埋管抽采瓦斯的综合措施对突出煤层群开采下的矿井实施瓦斯灾害治理。结果表明:回采期间,抽采钻孔瓦斯浓度和流量随时间变化呈现比较稳定的规律、随工作面推进变化呈现先增加后减小的规律,工作面回风侧最大瓦斯浓度0.36%,上隅角最大瓦斯浓度0.5%,最大抽采瓦斯流量105.8m^3/min,有效地解决了工作面回采期间瓦斯超限问题,实现了工作面安全高效回采。 展开更多
关键词 低透气性煤层群 瓦斯抽采 综合治理技术 首采保护层
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高瓦斯低渗透煤层切槽致裂增透机理及数值模拟研究 被引量：9
12
作者 李耀谦 张俭 《中国煤炭》 2018年第11期119-124,共6页
为实现高瓦斯低渗透煤层煤与瓦斯安全高效共采的目标,提出煤层切槽致裂增透新技术。理论分析了水力切槽与脉冲水力压裂联合作用于煤体时应力场-损伤场的重构和裂隙网构建效应,建立了煤层内预制切槽导向水压致裂的卸压增透模型,分析了煤... 为实现高瓦斯低渗透煤层煤与瓦斯安全高效共采的目标,提出煤层切槽致裂增透新技术。理论分析了水力切槽与脉冲水力压裂联合作用于煤体时应力场-损伤场的重构和裂隙网构建效应,建立了煤层内预制切槽导向水压致裂的卸压增透模型,分析了煤层切槽与水压致裂的应力损伤联控机制,获得了切槽煤层水压致裂下的裂纹扩展及渗透率演化规律,实现了切槽卸压场与水压致裂场的有效结合,控制了水力压裂裂隙扩展方向,破除了孔槽周围应力集中圈的瓶颈效应,提高了煤层内整体增透效果。 展开更多
关键词 低渗透煤层 瓦斯抽采 水力切槽 水力压裂 卸压增透
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低渗煤层注入/压降试井注入时间研究 被引量：9
13
作者 杨新辉 李彬刚 李鑫 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期26-29,共4页
为了得出低渗煤层注入/压降试井出现径向流时注入时间的大致范围,基于注入/压降试井的理论及经验,经过大量实测数据的研究和现场实地测试,提出了减小井储畸变时间、延长测试时间的可行措施,以及在煤层气参数井实行三开井制的理念。结果... 为了得出低渗煤层注入/压降试井出现径向流时注入时间的大致范围,基于注入/压降试井的理论及经验,经过大量实测数据的研究和现场实地测试,提出了减小井储畸变时间、延长测试时间的可行措施,以及在煤层气参数井实行三开井制的理念。结果表明,在一定的测试时间内,对于低渗煤层注入/压降试井要出现径向流,必须在井筒安全的情况下保证注入时间(tinj)大于3倍的井储畸变时间(twb),关井时间(tfall)大于等于2倍的注入时间。 展开更多
关键词 低渗煤层 井筒储集系数 三开井制
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低透气性煤层瓦斯预抽技术的探讨与实践 被引量：8
14
作者 李长贵 刘海源 张浩 《中国煤炭》 北大核心 2012年第3期102-104,共3页
红阳三矿煤层埋藏深、变质程度高、瓦斯吸附性强,造成煤层透气性低,在采取开钻场先抽后采措施中,预抽时间长、提前掘送巷道增加维护工作量。针对此,提出了在工作面动压影响带采取中深孔抽放瓦斯工艺。在北一1211工作面可行性试验,结果表... 红阳三矿煤层埋藏深、变质程度高、瓦斯吸附性强,造成煤层透气性低,在采取开钻场先抽后采措施中,预抽时间长、提前掘送巷道增加维护工作量。针对此,提出了在工作面动压影响带采取中深孔抽放瓦斯工艺。在北一1211工作面可行性试验,结果表明,在工作面日产原煤5000t的情况下,回风流最大瓦斯浓度0.8%,一般介于0.5%～0.6%,效果显著。 展开更多
关键词 煤矿瓦斯 低透气性煤层 动压带 预抽瓦斯 煤与瓦斯突出
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应用水力压裂技术提高单一低渗煤层瓦斯抽采效果 被引量：8
15
作者 唐远游 陶云奇 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2012年第9期1-3,共3页
针对单一低渗煤层瓦斯抽采困难的问题,提出采用水力压裂技术压裂煤层增大其透气性,提高瓦斯抽采效果。以鹤壁中泰矿业33071抽放巷为试验点,考察了压裂前后百米钻孔瓦斯流量、瓦斯抽采浓度、抽采流量等参数变化情况。试验结果表明:百米... 针对单一低渗煤层瓦斯抽采困难的问题,提出采用水力压裂技术压裂煤层增大其透气性,提高瓦斯抽采效果。以鹤壁中泰矿业33071抽放巷为试验点,考察了压裂前后百米钻孔瓦斯流量、瓦斯抽采浓度、抽采流量等参数变化情况。试验结果表明:百米钻孔瓦斯流量提高了1.80～2.68倍,单孔抽采浓度和流量比压裂前分别增大了7.5倍和95倍,煤层透气性系数增加了9～18倍,衰减系数减小了210%～280%。 展开更多
关键词 水力压裂 瓦斯抽采 低渗煤层 增透
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低渗透煤层气藏直井开采数值模拟研究 被引量：7
16
作者 汪志明 李晓益 张健 《石油天然气学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期144-147,共4页
建立了非均质各向异性双重介质煤层气储层直井井组开采的数学模型,模型中考虑了我国低压、低渗地质条件下的三维气、水两相渗流以及裂缝中气体的扩散,即考虑裂缝系统气体除存在达西渗流外,还存在煤层气气体的扩散。利用全隐式法对数学... 建立了非均质各向异性双重介质煤层气储层直井井组开采的数学模型,模型中考虑了我国低压、低渗地质条件下的三维气、水两相渗流以及裂缝中气体的扩散,即考虑裂缝系统气体除存在达西渗流外,还存在煤层气气体的扩散。利用全隐式法对数学模型进行求解,完成了煤层气藏直井井组数值模拟,计算并分析了不同渗透率条件下煤层气井的产能。结果表明,所建立的模型是正确的,考虑裂缝中煤层气气体扩散的数值模拟程序更加符合我国的生产实际。 展开更多
关键词 低渗透气藏 煤层气 气体扩散 达西渗流 数值模拟
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随钻水力冲孔技术在松软低透气煤层瓦斯增透中的应用 被引量：5
17
作者 高晓亮 董萌萌 范运林 《煤矿机械》 北大核心 2019年第1期122-124,共3页
松软低透气性煤层,由于煤层松软、透气性低,瓦斯抽放浓度低、持续时间短、抽放量小,使煤层瓦斯区域预抽效果不理想。作为改善瓦斯抽采效果的有效方法之一,水力冲孔法以其原理简单、易于实现的优点广泛应用于各大煤矿,但是需要预先施工... 松软低透气性煤层,由于煤层松软、透气性低,瓦斯抽放浓度低、持续时间短、抽放量小,使煤层瓦斯区域预抽效果不理想。作为改善瓦斯抽采效果的有效方法之一,水力冲孔法以其原理简单、易于实现的优点广泛应用于各大煤矿,但是需要预先施工先导孔,辅助作业时间长。为解决这一问题,研究了随钻水力冲孔技术,该技术采用钻进-冲孔一体式钻具,将钻孔施工与冲孔施工一次完成,不需重复起下钻,提高了工作效率。采用随钻冲孔技术在赵庄煤矿进行了现场试验,试验证明,随钻水力冲孔技术能够满足矿方施工要求,且通过计算对冲孔直径进行了评价,瓦斯抽采钻孔通过水力冲孔可将原常规施工钻孔直径扩大12.2倍。 展开更多
关键词 随钻水力冲孔 瓦斯增透 低透气煤层
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基于FLAC^(3D)-COMSOL序贯耦合的钻割煤体三维卸压瓦斯流场数值分析
18
作者 张浩 郭军伟 +4 位作者 王穗芳 范楠 杨淑晴 常家美 雷倩茹 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2024年第3期478-489,共12页
水力割缝技术通过高压水射流在煤层中构建人工裂隙,可实现低渗煤层的区域性卸荷增透和瓦斯高效抽采。然而,经典的COMSOL软件难以对钻割煤体的三维卸压瓦斯流场进行解算,严重制约了水力割缝技术的工程应用。鉴于此,采用FLAC3D-COMSOL序... 水力割缝技术通过高压水射流在煤层中构建人工裂隙,可实现低渗煤层的区域性卸荷增透和瓦斯高效抽采。然而,经典的COMSOL软件难以对钻割煤体的三维卸压瓦斯流场进行解算,严重制约了水力割缝技术的工程应用。鉴于此,采用FLAC3D-COMSOL序贯耦合的数值解算方法,以中厚煤层钻割卸荷增透为例,对不同割缝半径、割缝厚度、埋深和割缝方式下钻割煤体的三维卸压瓦斯流场进行了数值分析。结果表明:水力割缝过程中,钻割煤体发生了卸荷损伤,形成了较大范围的圆台形塑性损伤区,煤体渗透率可大幅提高2~3个数量级;随着割缝半径和割缝厚度的增加,煤体的增透范围和瓦斯抽采半径逐渐增大,但在相同出煤量情况下增加割缝半径更有利于中厚煤层的卸荷增透和瓦斯抽采;深部高地应力环境导致煤层初始渗透率下降,但也可提高钻割煤体的增透范围和增透幅度,因此钻孔早期瓦斯抽采效果好,后期抽采效果差,在抽采过程中应尽量增加钻孔密度,缩短抽采周期;割缝方式对中厚煤层的整体卸压瓦斯抽采效果具有显著影响,单缝钻孔平行布置情况下煤层卸压瓦斯抽采效果最好,单缝交错布置情况下次之,而双缝间隔布置情况下最差。 展开更多
关键词 低透煤层 水力割缝 卸荷损伤 瓦斯抽采
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注入热活化过硫酸钠溶液增透松软低渗煤层的试验研究 被引量：3
19
作者 戴俊 杨娟 +3 位作者 许思雨 魏建平 李玉玺 许雷斯 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S02期823-832,共10页
煤层注水具有防突降尘、预防煤层自燃和冲击地压等作用,为提高煤层低压注水综合消突作用,增大煤层透气性,以河南省耿村煤矿13230综放工作面为工程背景,选取局部区域注50℃过硫酸钠(SPS)溶液进行化学增透后测定煤层透气性和瓦斯抽采纯量... 煤层注水具有防突降尘、预防煤层自燃和冲击地压等作用,为提高煤层低压注水综合消突作用,增大煤层透气性,以河南省耿村煤矿13230综放工作面为工程背景,选取局部区域注50℃过硫酸钠(SPS)溶液进行化学增透后测定煤层透气性和瓦斯抽采纯量。使用Kruss DSA25光学测量仪测量煤样表面接触角θ,以考察SPS溶液质量分数、活化温度对煤样润湿性的影响,优选50℃作为SPS溶液的最佳活化温度;采用等温吸附实验测定煤样吸附常数a,b值,使用压汞实验测试孔隙特性并用分形理论计算孔隙粗糙度,采用扫描电子显微镜观察煤样表面形貌变化,采用TOC分析仪对返排液进行总有机碳(TOC)测试。分析结果表明:升温可有效活化SPS产生具有强氧化性能的硫酸根自由基(SO4-·)、并氧化水生成羟基自由基(·OH),质量分数为1%的50℃活化SPS溶液可将耿村煤样的接触角θ由106.80°降低至45.05°,接触角下降57.82%,显著改善煤样的润湿性,增强煤表面与注水溶液的作用;耿村矿13230工作面注活化过硫酸钠溶液后煤样对瓦斯的吸附能力显著降低,吸附常数a值下降17.27%,吸附常数b值下降37.39%,煤样总孔容增加57.74%,孔隙率增加70.35%,中大孔孔容及孔容占比增大,微小孔的孔容及孔容占比减小,煤样的渗透容积增加、吸附容积减小;活化SPS溶液能将煤中占据或封堵孔道的部分小分子相物质氧化溶出,使得孔裂隙得到延伸和疏通,同时使煤表面出现新的微裂纹,改善煤体内孔隙连通性。耿村矿13230工作面在注活化SPS溶液后其单孔瓦斯抽采纯量提高137.14%,达到8.3 L/min;瓦斯体积分数及煤层透气性系数分别提高220%,1650%,达到32%,0.1015 m2/(MPa2·d);钻孔瓦斯流量衰减系数降低83.48%,低至0.0115 d-1,煤层瓦斯抽放难易程度由较难抽放水平提升为可以抽放水平,增透效果显著。 展开更多
关键词 煤层注水 低渗煤层 热活化 过硫酸钠溶液 瓦斯抽放
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含水率对低渗透煤层气体渗流影响的实验研究 被引量：3
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作者 赵继涛 《鸡西大学学报（综合版）》 2010年第4期46-46,48,共2页
通过低渗透煤层气体在不同含水率时的渗流实验,可以看出含水率对气体在低渗透煤层中的渗流影响明显。随着含水率的增加,渗透率呈下降趋势,含水率越高,降低趋势越大;随着含水率的增加,气体流量降低,气体渗流阻力越大;含水率越高,启动压... 通过低渗透煤层气体在不同含水率时的渗流实验,可以看出含水率对气体在低渗透煤层中的渗流影响明显。随着含水率的增加,渗透率呈下降趋势,含水率越高,降低趋势越大;随着含水率的增加,气体流量降低,气体渗流阻力越大;含水率越高,启动压力梯度越大,气体滑脱效应越弱。 展开更多
关键词 低渗透煤层 含水率 渗流实验 渗流率 启动压力梯度
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