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Y型通风工作面协同抽采前后采空区瓦斯渗流规律分析
2025年
对金河煤矿Y型通风工作面采空区协同抽采前后采用数值模拟的方法分析研究采空区瓦斯渗透规律,通过分析研究结果表明:协同抽采前工作面采空区内沿走向方向瓦斯浓度随着距离越远瓦斯浓度越高,最大积聚瓦斯浓度达97.9%,沿采空区倾向方向瓦斯浓度相对较小,最高瓦斯浓度为0.97%;而通过采空区埋管、布置高位钻孔等协同瓦斯抽采技术后,采空区沿走向区域瓦斯浓度降低至4.2%,且采空区75%区域瓦斯浓度低于3%,上隅角处最高瓦斯浓度为0.4%,由此可见Y型通风工作面采空区协同瓦斯抽采技术后,对降低采空区及上隅角瓦斯浓度具有重要意义。
孙传利高亮亮解文杰
关键词:综采工作面Y型通风
远距离上被保护煤层应力变化与瓦斯渗流耦合机制研究
2025年
为了明晰远距离下保护层开采上被保护煤层应力变化及瓦斯渗流耦合机制,基于吸附解吸、岩石力学和渗流力学等基础理论,以平煤六矿戊8煤层和丁5-6煤层为研究对象,建立含瓦斯煤流固耦合模型,采用COMSOL Multiphysics数值模拟软件探讨保护层不同开采距离下,远距离上被保护煤层应力变化及渗透率演化规律。结果表明:随着保护层工作面推进,上被保护煤层卸压范围增大,应力变化由“V”形逐渐转变为“U”形;上被保护煤层渗透率总体呈“W”形分布,表现为先减小—再增大—后稳定的规律。卸压后上被保护煤层渗透率数值模拟结果为18.53×10^(-17) m^(2),与现场实测结果误差为9.83%,在允许范围之内。对远距离上被保护煤层进行瓦斯抽采数值模拟,发现随着抽采时间增加,上被保护煤层瓦斯压力呈现以钻孔为中心的椭圆形分布,瓦斯压力由内向外逐渐增大,有效抽采半径逐渐增大。钻孔有效抽采半径数值模拟结果与现场实测结果的平均误差为4.81%。本研究为远距离上被保护煤层卸压瓦斯抽采提供了一定的理论指导。
石钰赵佳蕊詹可亮赵鹏翔赵鹏翔黄圣霖宋战利
关键词:保护层开采应力变化瓦斯渗流流固耦合
煤层钻孔瓦斯渗流特性研究
2024年
针对阳泉新宇岩土工程有限责任公司Ⅱ7_(2)24S工作面7_(2)煤层瓦斯抽采问题,建立穿层钻孔抽采瓦斯三维几何模型,研究分析钻孔抽采方案中孔周围瓦斯渗流特征,煤层应力分布特点、渗透率变化情况、钻孔有效抽采半径,结合孔群联合抽采方式和抽采叠加效应的影响,合理规划抽采钻孔的孔距,对采空区及煤矿巷道附近的瓦斯排放带宽度进行研究,仿真结果表明采空区及煤矿巷道附近的瓦斯排放带宽度分别为22.3 m、28.1 m。结果表明:钻孔抽采30 d有效半径为0.87 m,90 d有效半径为1.5 m;实际测得巷道周围瓦斯排放带宽度为25 m宽,采空区周围瓦斯排放带宽度为30 m宽,与模拟结果接近。
郭敏
关键词:数值模拟渗透率渗流特性
祁东煤矿煤层钻孔瓦斯渗流特性及排放半径研究
在局部防突措施中超前排放钻孔应用较为广泛,而钻孔排放半径对钻孔布置至关重要,祁东煤矿井下部分突出煤层缺少钻孔排放半径等关键参数,严重威胁矿井安全生产。针对以上问题,本文对祁东煤矿煤层钻孔瓦斯渗流特性以及钻孔有效排放半径影...
王成
关键词:瓦斯渗流有效排放半径
基于Crank-Nicolson差分方法的煤层瓦斯渗流解算
2024年
煤矿瓦斯抽采和自然放散过程中,瓦斯在煤层中的运移以Darcy渗流为主,吸附作用导致渗流控制方程变得较为复杂,不得不进行大幅简化。基于渗流理论,推导得出各种坐标系下标准形式的煤层中瓦斯Darcy渗流控制方程。针对煤壁突然暴露后瓦斯单向流动的问题,在不进行过多简化的前提下,利用Crank-Nicolson差分方法推导得出无条件稳定的、具有二阶精度的离散化表征的渗流控制有限差分方程。利用Python语言的SciPy包,选择用于非线性方程组求解的Powell混合法的变体,通过编程实现了对所构建差分方程的数值求解。解算得出不同时刻、距煤壁不同位置的瓦斯含量和瓦斯压力与距离都呈反正切函数关系,给出了在任意位置、不同时间的瓦斯含量计算的综合拟合公式;同时得出煤壁瓦斯涌出速率随时间呈幂函数关系下降的表达式。
杨鹏龚选平伍国栋
关键词:瓦斯渗流单向流有限差分法
采动影响下层理裂隙煤体的瓦斯渗流特性研究
2024年
为研究工作面采动影响下煤体中瓦斯沿层理裂隙渗透的规律,通过采集工作面的原始煤样,根据达西定律,利用三轴流变实验系统对试样进行加卸载条件下的渗透试验,并对试验结果进行了现场验证。试验结果表明:加卸载过程,平行于层理方向瓦斯的渗透率始终大于垂直于层理方向;煤样卸载后渗透率有损失,平行于层理方向渗透率损失58.66%,垂直于层理方向渗透率损失82.27%。实践表明:回采工作面受采动影响区域煤体瓦斯渗透特性与试验结果高度吻合,回采工作面布置穿层钻孔更有利于瓦斯抽采。
袁振春
关键词:瓦斯抽采瓦斯渗流采动影响回采工作面
非对称荷载下煤层瓦斯渗流特性与抽采半径优化
2024年
为了揭示非对称荷载对瓦斯渗流和抽采半径的影响特征,建立多物理场煤与瓦斯流固耦合模型,以研究煤层瓦斯渗流特性。该模型以基质吸附态瓦斯为质量源,将非对称荷载引入边界条件;同时,在非对称荷载环境下实施分段布孔,优化瓦斯抽采半径,提高抽采效率。结果表明:较大的应力压缩了集中应力区内部的裂隙,导致瓦斯更难流动,其内部的瓦斯更难被抽采。集中应力区的瓦斯压力下降幅度比原始应力区瓦斯压力下降幅度低2%左右,渗透率下降幅度低9%;同时非对称荷载下对扩散过程及渗流过程均产生不同程度的影响,在180天内,原始应力区扩散质量下降19%,渗流质量下降20.5%;集中应力区扩散质量下降16.9%,渗流质量下降17.9%;非对称荷载会对瓦斯抽采造成不利影响,使得在均布荷载条件下的抽采达标时间增加。通过调整非对称荷载环境下的抽采半径,不仅提高大约3%的抽采效率,还可以确保在180天内满足抽采标准,从而有效提升瓦斯抽采的整体性能。
闫路王涛王连聪李文璞赵天维
关键词:非对称荷载煤层瓦斯瓦斯渗流抽采半径
一种含水状态对煤体瓦斯渗流特性影响的物理试验装置
本发明公开了一种含水状态对煤体瓦斯渗流特性影响的物理试验装置,包括工作台,所述工作台上表面的左侧固定有混合罐,且管道上表面的右侧固定连接有储存罐,而且工作台上表面位于混合罐和储存罐之间通过螺栓安装有抽气泵;还包括:所述工...
宋浩晟李波波唐誉菡张瑞嘉
一种煤岩循环摩擦-瓦斯渗流耦合试验装置及试验方法
本发明公开了一种含瓦斯煤循环摩擦‑瓦斯运移耦合实验装置及试验方法,通过结合分析采矿及岩石力学相关的现场实际情况,其通过带有凹槽夹持垫块与嵌套轴向加载油缸的设计,着重解决了装置密封困难的问题,使得煤岩循环摩擦与渗流问题的耦...
周爱桃胡嘉英王凯刘赛菲武俊超
地应力对瓦斯渗流特性及瓦斯抽采效果影响的试验研究
2024年
本文应用FLAC3D数值模拟软件对潞安集团余吾煤业公司煤层建立数值模型,模型比例为1∶1,得到不同类型断层下的动采应力分布数据。通过实例,定量分析了地应力对煤层瓦斯压力和瓦斯含量的影响以及潞安矿区地应力变化与煤岩渗透率关系。
白雁楠
关键词:瓦斯压力瓦斯含量渗透率

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尹光志
作品数:521被引量:3,813H指数:40
供职机构:重庆大学
研究主题:煤岩 煤岩体 煤与瓦斯突出 瓦斯压力 采矿工程
王登科
作品数:339被引量:1,242H指数:24
供职机构:河南理工大学
研究主题:煤样 瓦斯 煤岩 含瓦斯煤 钻孔
魏建平
作品数:610被引量:2,079H指数:26
供职机构:河南理工大学
研究主题:煤样 瓦斯 增透 磨料 钻孔
林柏泉
作品数:1,024被引量:4,978H指数:41
供职机构:中国矿业大学
研究主题:瓦斯 煤层 钻孔 煤体 瓦斯抽采
田坤云
作品数:194被引量:340H指数:10
供职机构:河南工程学院
研究主题:瓦斯抽采 瓦斯 抽采 水力压裂 煤与瓦斯突出