瓦斯抽采钻孔漏气对抽采效果的影响研究

发布时间：2020-04-28 01:07

【摘要】：钻孔抽采煤层瓦斯是治理煤矿瓦斯突出,利用瓦斯资源的主要措施,但是,在实际生产中抽采钻孔漏气往往导致抽采瓦斯效果不佳。因此,有必要研究钻孔漏气对抽采效果的影响。研究结论为解决瓦斯抽采质量不高,治理煤矿瓦斯事故具有重要的意义。本文基于理论分析和数值模拟的方法建立了考虑煤岩体变形、渗透率动态变化以及煤层瓦斯-空气耦合运移的瓦斯抽采数学控制方程;利用COMSOL数值模拟软件模拟在考虑钻孔漏气条件下瓦斯抽采的物理过程,得出煤层中漏气压力分布规律;模拟了不同抽采时间、封孔深度、抽采负压、封孔质量以及巷道裂隙发育程度等影响因素条件下钻孔抽采瓦斯过程,并分析了钻孔漏气范围、漏气量以及瓦斯抽采量、抽采浓度等变化规律。研究结果表明:(1)巷道内空气在抽采负压作用下向煤层运移,巷道裂隙区内漏气压力随抽采时间逐渐升高,未扰动煤层漏气压力接近于0;(2)在保证封孔条件不变的情况下,钻孔漏气影响范围随抽采时间逐渐向四周延伸,钻孔漏气量随抽采时间逐渐升高,瓦斯抽采量和抽采浓度随抽采时间逐渐降低;(3)随着封孔深度加深,抽采瓦斯纯量逐渐减少,但减少幅度较小,钻孔漏气影响范围也在收缩,封孔深度为10m时,钻孔漏气量相比封孔深度4m时降低了1/3左右,瓦斯抽采浓度提高了10%~20%左右,在工程实践中考虑经济成本和实际效果确定合适的封孔深度越过巷道泄压区即可;(4)增大抽采负压不仅提高了瓦斯抽采量也同时增加了钻孔漏气量,并且在封孔深度等其他条件不变的情况下,瓦斯抽采浓度随抽采负压升高而降低,在工程实践中当钻孔漏气时应适当降低抽采负压来改善抽采效果;(5)通过渗透率来表征裂隙发育程度和封孔质量,研究可知随着漏气区渗透率的提高,钻孔漏气量显著升高,瓦斯抽采浓度下降明显,在工程实践中应采取壁面喷涂水泥、注浆封孔、粉体堵漏等措施来降低巷道裂隙区渗透性和提高封孔质量,从而实现改善瓦斯抽采效果的目的。
【图文】：

技术路线图

Warrant-Root煤孔隙、裂隙模型
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TD712.6

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 高建良;刘明信;徐文;;高抽巷抽采对采空区漏风规律的影响研究[J];河南理工大学学报(自然科学版);2015年02期

2 张东明;齐消寒;宋润权;尹光志;;采动裂隙煤岩体应力与瓦斯流动的耦合机理[J];煤炭学报;2015年04期

3 孙玉宁;卢卫永;杨坤;周成龙;黄小明;;三囊袋封堵器处置钻孔漏气技术研究[J];中国安全生产科学技术;2015年03期

4 王振锋;周英;孙玉宁;王永龙;;新型瓦斯抽采钻孔注浆封孔方法及封堵机理[J];煤炭学报;2015年03期

5 王新伟;李辉;;瓦斯抽采钻孔漏气机理及新型封孔技术试验研究[J];煤炭技术;2015年03期

6 万纯新;聂文;周刚;于岩斌;文金浩;;煤层注水带压封孔技术研究[J];矿业安全与环保;2015年01期

7 李孜军;陈阳;林武清;;水泥灰三相泡沫的形成机理与稳定性试验研究[J];中国安全生产科学技术;2014年11期

8 王永龙;宋维宾;孙玉宁;翟新献;王振锋;;瓦斯抽采钻孔堵塞段力学模型及其应用[J];重庆大学学报;2014年09期

9 王海生;;2013年国内煤矿生产安全事故统计分析[J];中州煤炭;2014年09期

10 谢和平;周宏伟;薛东杰;高峰;;我国煤与瓦斯共采:理论、技术与工程[J];煤炭学报;2014年08期

相关博士学位论文 前6条

1 夏同强;瓦斯与煤自燃多场耦合致灾机理研究[D];中国矿业大学;2015年

2 胡胜勇;瓦斯抽采钻孔周边煤岩渗流特性及粉体堵漏机理[D];中国矿业大学;2014年

3 罗维;双重孔隙结构煤体瓦斯解吸流动规律研究[D];中国矿业大学（北京）;2013年

4 李波;受载含瓦斯煤渗流特性及其应用研究[D];中国矿业大学（北京）;2013年

5 刘洪永;远程采动煤岩体变形与卸压瓦斯流动气固耦合动力学模型及其应用研究[D];中国矿业大学;2010年

6 易丽军;突出煤层密集钻孔瓦斯预抽实验室与数值试验研究[D];中国矿业大学;2008年

相关硕士学位论文 前4条

1 戴思航;低渗透煤层钻孔瓦斯抽采过程研究[D];河南理工大学;2015年

2 申宏敏;顺层钻孔抽采瓦斯固—气耦合模型及在黄岩汇矿的应用研究[D];中国矿业大学;2015年

3 成艳英;本煤层钻孔瓦斯抽采失效机制及高效密封技术研究[D];中国矿业大学;2014年

4 孔庆利;煤层气在双孔介质中解吸及渗流机理研究[D];东北石油大学;2012年

，

本文编号：2642868