马堡煤矿高位钻孔布置参数的优化分析
发布时间：2021-06-11 09:11
为减少高瓦斯煤层的瓦斯灾害,提高高位钻孔瓦斯抽采效率,通过分析计算出马堡煤矿15#煤层上覆岩层移动"三带"高度,即:马堡煤矿15203工作面冒落带高度为10.06～14.46 m,裂隙带高度为38.75～49.95 m.再利用COMSOL数值模拟软件对高位钻孔的仰角、方位角、钻孔长度等因素进行模拟分析,并将确定的高位钻孔最佳布置参数在15203工作面进行工业试验.结果表明:数值模拟高位钻孔最佳布置参数为钻孔倾角宜控制在9°～12°,方位角以30°～45°为宜,钻孔长度为150 m;现场试验高位钻孔最佳布置参数为倾角在8°～11°,夹角在30°～42°,钻孔长度在145～155m,实测数据与模拟结果基本保持一致,为其他低渗透高瓦斯煤层的高位钻孔优化布设提供了参考价值.
【文章来源】：辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2020,39(02)北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
高位钻孔瓦斯抽采的几何模型
模型的网格划分
设置单个钻孔仰角a1分别取6o、9o、12o、15o，钻孔长度L=150 m，钻孔与煤壁夹角a2=30o，抽采流量qch4=3 m3/min，抽采时间240 h.图3(a)～(c）为采空区中1#(93,50,30),2#(93,100,30),3#(93,150,30)三个监测点的瓦斯浓度变化.图3(a）显示在抽采12 h后，1#点的瓦斯浓度开始显著下降，抽采50 h后瓦斯抽采完成，其中抽采钻孔仰角a1=12°时残存瓦斯浓度最低，且其与a1=9°时基本一致，a1=6°时最高，a1=15°时次之；图3(b）显示在抽采40 h后，2#点的瓦斯浓度开始显著下降，抽采140 h后，瓦斯抽采完成，其中抽采钻孔仰角a1=9°时残存瓦斯浓度最低，a1=6°时最高，a1=15°时次之；图3(c）显示在抽采100 h后3#点的瓦斯浓度开始显著下降，抽采240 h后依然存在一定浓度的瓦斯，其中抽采钻孔仰角a1=9°时残存瓦斯浓度最低，a1=12°时次之，a1=6°时最高.
【参考文献】：
期刊论文
[1]负压对抽采钻孔孔周煤体瓦斯渗流特性的影响[J]. 张天军,庞明坤,蒋兴科,彭文清,纪翔. 岩土力学. 2019(07)
[2]采动裂隙椭抛带动态演化及煤与甲烷共采[J]. 李树刚,林海飞,赵鹏翔,肖鹏,潘红宇. 煤炭学报. 2014(08)
[3]基于含瓦斯煤岩固气耦合模型的钻孔抽采瓦斯三维数值模拟[J]. 尹光志,李铭辉,李生舟,李文璞,姚俊伟,张千贵. 煤炭学报. 2013(04)
[4]低透气性煤层群高瓦斯采煤工作面强化抽采卸压瓦斯机理及试验[J]. 卢平,袁亮,程桦,薛俊华,刘泽功,童云飞,王永,蔡如法,邓中. 煤炭学报. 2010(04)
[5]羽状千米长钻孔抽采效果考察试验[J]. 王兆丰,田富超,赵彬,陈向军,于宝种. 煤炭学报. 2010(01)
[6]采空区高位钻孔瓦斯抽放技术应用与分析[J]. 阚占和,佟军,魏保民,刘智双,李杰林. 中国矿业. 2009(11)
[7]卸压开采抽采瓦斯理论及煤与瓦斯共采技术体系[J]. 袁亮. 煤炭学报. 2009(01)
[8]Fracture evolution and pressure relief gas drainage from distant protected coal seams under an extremely thick key stratum[J]. WANG Liang1, CHENG Yuan-ping1, LI Feng-rong2, WANG Hai-feng1, LIU Hai-bo1 1National Engineering Research Center for Coal & Gas control, China University of Mining & Technology, Xuzhou, Jiangsu 221008, China 2Haizi Coal Mine, Huaibei Mining Industry Group, Huaibei, Anhui 235000, China. Journal of China University of Mining & Technology. 2008(02)
[9]基于岩层移动的“煤与煤层气共采”技术研究[J]. 许家林,钱鸣高,金宏伟. 煤炭学报. 2004(02)
[10]煤与远程卸压瓦斯安全高效共采试验研究[J]. 程远平,俞启香,袁亮,李平,刘永庆,童云飞. 中国矿业大学学报. 2004(02)
硕士论文
[1]王庄矿高位钻孔采空区瓦斯治理技术研究[D]. 王立峰.河南理工大学 2015
[2]新安矿采空区高位钻孔瓦斯抽采技术研究[D]. 李家彪.河南理工大学 2011
本文编号：3224248
【文章来源】：辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2020,39(02)北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
高位钻孔瓦斯抽采的几何模型
模型的网格划分
设置单个钻孔仰角a1分别取6o、9o、12o、15o，钻孔长度L=150 m，钻孔与煤壁夹角a2=30o，抽采流量qch4=3 m3/min，抽采时间240 h.图3(a)～(c）为采空区中1#(93,50,30),2#(93,100,30),3#(93,150,30)三个监测点的瓦斯浓度变化.图3(a）显示在抽采12 h后，1#点的瓦斯浓度开始显著下降，抽采50 h后瓦斯抽采完成，其中抽采钻孔仰角a1=12°时残存瓦斯浓度最低，且其与a1=9°时基本一致，a1=6°时最高，a1=15°时次之；图3(b）显示在抽采40 h后，2#点的瓦斯浓度开始显著下降，抽采140 h后，瓦斯抽采完成，其中抽采钻孔仰角a1=9°时残存瓦斯浓度最低，a1=6°时最高，a1=15°时次之；图3(c）显示在抽采100 h后3#点的瓦斯浓度开始显著下降，抽采240 h后依然存在一定浓度的瓦斯，其中抽采钻孔仰角a1=9°时残存瓦斯浓度最低，a1=12°时次之，a1=6°时最高.
【参考文献】：
期刊论文
[1]负压对抽采钻孔孔周煤体瓦斯渗流特性的影响[J]. 张天军,庞明坤,蒋兴科,彭文清,纪翔. 岩土力学. 2019(07)
[2]采动裂隙椭抛带动态演化及煤与甲烷共采[J]. 李树刚,林海飞,赵鹏翔,肖鹏,潘红宇. 煤炭学报. 2014(08)
[3]基于含瓦斯煤岩固气耦合模型的钻孔抽采瓦斯三维数值模拟[J]. 尹光志,李铭辉,李生舟,李文璞,姚俊伟,张千贵. 煤炭学报. 2013(04)
[4]低透气性煤层群高瓦斯采煤工作面强化抽采卸压瓦斯机理及试验[J]. 卢平,袁亮,程桦,薛俊华,刘泽功,童云飞,王永,蔡如法,邓中. 煤炭学报. 2010(04)
[5]羽状千米长钻孔抽采效果考察试验[J]. 王兆丰,田富超,赵彬,陈向军,于宝种. 煤炭学报. 2010(01)
[6]采空区高位钻孔瓦斯抽放技术应用与分析[J]. 阚占和,佟军,魏保民,刘智双,李杰林. 中国矿业. 2009(11)
[7]卸压开采抽采瓦斯理论及煤与瓦斯共采技术体系[J]. 袁亮. 煤炭学报. 2009(01)
[8]Fracture evolution and pressure relief gas drainage from distant protected coal seams under an extremely thick key stratum[J]. WANG Liang1, CHENG Yuan-ping1, LI Feng-rong2, WANG Hai-feng1, LIU Hai-bo1 1National Engineering Research Center for Coal & Gas control, China University of Mining & Technology, Xuzhou, Jiangsu 221008, China 2Haizi Coal Mine, Huaibei Mining Industry Group, Huaibei, Anhui 235000, China. Journal of China University of Mining & Technology. 2008(02)
[9]基于岩层移动的“煤与煤层气共采”技术研究[J]. 许家林,钱鸣高,金宏伟. 煤炭学报. 2004(02)
[10]煤与远程卸压瓦斯安全高效共采试验研究[J]. 程远平,俞启香,袁亮,李平,刘永庆,童云飞. 中国矿业大学学报. 2004(02)
硕士论文
[1]王庄矿高位钻孔采空区瓦斯治理技术研究[D]. 王立峰.河南理工大学 2015
[2]新安矿采空区高位钻孔瓦斯抽采技术研究[D]. 李家彪.河南理工大学 2011
本文编号：3224248
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