煤层注水微观效应研究现状及发展方向 全文替换
发布时间：2021-09-01 23:25
在煤储层实施水力化技术领域中,煤层注水增湿微观效应和储层改造宏观效应是促采煤层气及防治瓦斯灾害的理论基础,煤层注水微观效应还停留在理论研究和实验阶段,没有转化为实用的现场技术.通过文献调研,指出水锁抑制瓦斯解吸和液置气促进瓦斯解吸是构成煤层注水微观效应的两大元素.从理论分析、实验研究和工程应用3个方面回顾了煤层注水微观效应的发展历程,分析了水锁抑制瓦斯解吸微观效应和液置气促进瓦斯解吸微观效应之间的内在关联及共存形式.研究表明:水锁效应的理论体系和技术应用已初具规模,而液置气效应研究仍处于研究初期.目前存在三大关键技术难题:1)如何呈现竞争吸附的演变过程,进一步完善液置气理论体系;2)如何设置实验条件,构建科学的液置气实验系统;3)如何突破成果转化瓶颈,完成技术与装备开发.结合当前煤层气资源开采及瓦斯灾害治理现状,指出液置气促进瓦斯解吸微观效应的三大研究方向及应用前景,包括液体置换煤层气研究及应用、深部松软低渗煤层增抽消突应用和废弃矿井瓦斯资源注液促采应用.
【文章来源】：中国矿业大学学报. 2020,49(03)北大核心EICSCD
【文章页数】：17 页
【部分图文】：
注水钻孔布置示意
安阳市主焦煤业公司在22101运输巷、22602回风巷、22602运输巷分别进行落煤不喷洒液体(干燥煤)、喷洒纯水、喷洒质量分数0.2%的十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和质量分数为0.1%的无水硫酸钠(Na2SO4)复配的活性剂3种处理方式,每个工作面采集3组煤样,利用MD-3瓦斯解吸仪测定煤样装罐后前60 min的瓦斯解吸量[47].如图2所示,喷洒液体对瓦斯解吸抑制作用十分明显,且活性剂溶液比纯水对颗粒煤抑制效果更大,在解吸60 min内,煤样喷洒活性水比喷洒纯水的瓦斯解吸量可降低53.56%～54.76%,初期最大瓦斯涌出速度降低54.42%～71.29%.现场应用证明,在井下采掘落煤后喷淋活性水有利于延缓落煤中的瓦斯涌出,防治工作面瓦斯超限.文献[48]针对重庆天府矿业公司K4突出煤层松软、含水率低、突出危险性强的特点,提出了高压水力割缝、强化抽采、注气驱替、注水增湿多种防突措施,其中注水增湿可以提高煤层含水率,增加煤体黏结力,抑制煤体残余瓦斯涌出,现场测试注水后K4煤层吸水率增加1.25%,很好地治理回采期间瓦斯超限.
文献[49]针对塔山煤矿低瓦斯含量超强开采条件下,实施采前煤层注水技术,布置上下两排注水孔,全面控制回采煤体,注水压力为4～5 MPa,持续注水5 d左右,未注水时割煤期间回风流瓦斯体积分数为0.6% ～1.2%,超限频繁,注水后大幅下降,最大值仅有0.58%,有效抑制了落煤时瓦斯大量涌出,如图3所示.从上述煤层注水水锁抑制瓦斯解吸理论、实验室实验和工程应用3个方向的发展历程可知,煤层注水抑制瓦斯解吸微观效应经历了系统研究,根据前置和后置液体两种注水方式的瓦斯解吸规律,指导现场实施钻孔超前注水和采掘后喷淋液体等技术应用,较好地解决了瓦斯超限难题.
【参考文献】：
期刊论文
[1]孔隙压力与水分综合作用的煤岩渗透率演化规律[J]. 李波波,李建华,杨康,任崇鸿,许江,高政. 中国矿业大学学报. 2020(01)
[2]我国煤层气开发技术现状与发展方向[J]. 徐凤银,肖芝华,陈东,闫霞,武男,李相方,苗亚楠. 煤炭科学技术. 2019(10)
[3]煤层瓦斯强化抽采工程试验与多过程耦合渗流数值解[J]. 李志强,成墙. 煤炭工程. 2018(11)
[4]基于核磁共振测试的煤层水锁效应解除方法[J]. 倪冠华,李钊,解宏超. 煤炭学报. 2018(08)
[5]CH4与N2,CO2间竞争吸附关系的核磁共振实验研究[J]. 罗明坤,李胜,荣海,范超军,杨振华. 煤炭学报. 2018(02)
[6]我国关闭/废弃矿井资源精准开发利用的科学思考[J]. 袁亮,姜耀东,王凯,赵毅鑫,郝宪杰,徐超. 煤炭学报. 2018(01)
[7]不同浓度烟气在煤中的竞争吸附行为及机理[J]. 金智新,武司苑,邓存宝,戴凤威. 煤炭学报. 2017(05)
[8]突出煤层先注后冲防喷孔消突技术研究[J]. 赵发军,郝富昌,刘明举. 中国安全生产科学技术. 2017(04)
[9]不同注水压力条件影响含瓦斯煤解吸特性实验研究[J]. 陈学习,张凯,张亮,胡金涛. 华北科技学院学报. 2017(01)
[10]低含量超强开采工作面瓦斯异常涌出防治技术[J]. 王春光. 中国安全科学学报. 2017(01)
博士论文
[1]清洁压裂液强化煤层瓦斯解吸渗流特性研究[D]. 杨枫.重庆大学 2017
[2]外加水分对煤的瓦斯解吸动力学特性影响研究[D]. 陈向军.中国矿业大学 2013
[3]外液侵入对含瓦斯煤体瓦斯解吸影响实验研究[D]. 张国华.辽宁工程技术大学 2011
[4]煤层注水抑制瓦斯解吸效应实验研究与应用[D]. 肖知国.河南理工大学 2010
硕士论文
[1]不含瓦斯型煤渗吸高度及影响因素研究[D]. 岳基伟.河南理工大学 2017
[2]含瓦斯煤外加水分渗吸效应研究[D]. 苏伟伟.河南理工大学 2015
本文编号：3377847
【文章来源】：中国矿业大学学报. 2020,49(03)北大核心EICSCD
【文章页数】：17 页
【部分图文】：
注水钻孔布置示意
安阳市主焦煤业公司在22101运输巷、22602回风巷、22602运输巷分别进行落煤不喷洒液体(干燥煤)、喷洒纯水、喷洒质量分数0.2%的十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和质量分数为0.1%的无水硫酸钠(Na2SO4)复配的活性剂3种处理方式,每个工作面采集3组煤样,利用MD-3瓦斯解吸仪测定煤样装罐后前60 min的瓦斯解吸量[47].如图2所示,喷洒液体对瓦斯解吸抑制作用十分明显,且活性剂溶液比纯水对颗粒煤抑制效果更大,在解吸60 min内,煤样喷洒活性水比喷洒纯水的瓦斯解吸量可降低53.56%～54.76%,初期最大瓦斯涌出速度降低54.42%～71.29%.现场应用证明,在井下采掘落煤后喷淋活性水有利于延缓落煤中的瓦斯涌出,防治工作面瓦斯超限.文献[48]针对重庆天府矿业公司K4突出煤层松软、含水率低、突出危险性强的特点,提出了高压水力割缝、强化抽采、注气驱替、注水增湿多种防突措施,其中注水增湿可以提高煤层含水率,增加煤体黏结力,抑制煤体残余瓦斯涌出,现场测试注水后K4煤层吸水率增加1.25%,很好地治理回采期间瓦斯超限.
文献[49]针对塔山煤矿低瓦斯含量超强开采条件下,实施采前煤层注水技术,布置上下两排注水孔,全面控制回采煤体,注水压力为4～5 MPa,持续注水5 d左右,未注水时割煤期间回风流瓦斯体积分数为0.6% ～1.2%,超限频繁,注水后大幅下降,最大值仅有0.58%,有效抑制了落煤时瓦斯大量涌出,如图3所示.从上述煤层注水水锁抑制瓦斯解吸理论、实验室实验和工程应用3个方向的发展历程可知,煤层注水抑制瓦斯解吸微观效应经历了系统研究,根据前置和后置液体两种注水方式的瓦斯解吸规律,指导现场实施钻孔超前注水和采掘后喷淋液体等技术应用,较好地解决了瓦斯超限难题.
【参考文献】：
期刊论文
[1]孔隙压力与水分综合作用的煤岩渗透率演化规律[J]. 李波波,李建华,杨康,任崇鸿,许江,高政. 中国矿业大学学报. 2020(01)
[2]我国煤层气开发技术现状与发展方向[J]. 徐凤银,肖芝华,陈东,闫霞,武男,李相方,苗亚楠. 煤炭科学技术. 2019(10)
[3]煤层瓦斯强化抽采工程试验与多过程耦合渗流数值解[J]. 李志强,成墙. 煤炭工程. 2018(11)
[4]基于核磁共振测试的煤层水锁效应解除方法[J]. 倪冠华,李钊,解宏超. 煤炭学报. 2018(08)
[5]CH4与N2,CO2间竞争吸附关系的核磁共振实验研究[J]. 罗明坤,李胜,荣海,范超军,杨振华. 煤炭学报. 2018(02)
[6]我国关闭/废弃矿井资源精准开发利用的科学思考[J]. 袁亮,姜耀东,王凯,赵毅鑫,郝宪杰,徐超. 煤炭学报. 2018(01)
[7]不同浓度烟气在煤中的竞争吸附行为及机理[J]. 金智新,武司苑,邓存宝,戴凤威. 煤炭学报. 2017(05)
[8]突出煤层先注后冲防喷孔消突技术研究[J]. 赵发军,郝富昌,刘明举. 中国安全生产科学技术. 2017(04)
[9]不同注水压力条件影响含瓦斯煤解吸特性实验研究[J]. 陈学习,张凯,张亮,胡金涛. 华北科技学院学报. 2017(01)
[10]低含量超强开采工作面瓦斯异常涌出防治技术[J]. 王春光. 中国安全科学学报. 2017(01)
博士论文
[1]清洁压裂液强化煤层瓦斯解吸渗流特性研究[D]. 杨枫.重庆大学 2017
[2]外加水分对煤的瓦斯解吸动力学特性影响研究[D]. 陈向军.中国矿业大学 2013
[3]外液侵入对含瓦斯煤体瓦斯解吸影响实验研究[D]. 张国华.辽宁工程技术大学 2011
[4]煤层注水抑制瓦斯解吸效应实验研究与应用[D]. 肖知国.河南理工大学 2010
硕士论文
[1]不含瓦斯型煤渗吸高度及影响因素研究[D]. 岳基伟.河南理工大学 2017
[2]含瓦斯煤外加水分渗吸效应研究[D]. 苏伟伟.河南理工大学 2015
本文编号：3377847
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