低透气性煤层

摘要： 为解决白坪煤矿低透气性构造软煤瓦斯抽采质量差的问题,理论分析了影响低透气性构造软煤瓦斯抽采效果的主控因素,提出了基于封孔工艺、"钻孔修复+二次卸压增透"的穿层钻孔瓦斯抽采成套工艺技术体系。通过优化封孔工艺、"钻孔修复+二次卸压增透"新工艺技术现场应用,使得瓦斯抽采平均浓度提高了约1.41~1.85倍,单孔平均瓦斯抽采量提高了约3.11~3.85倍,证实了该工艺技术在白坪煤矿低透气性且应力敏感性强的全层构造软煤瓦斯抽采中的优势,旨在为该类煤层瓦斯抽采新工艺技术大面积推广应用提供相应的技术支撑。

摘要： 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。

摘要： 分析了低透气性煤层增透技术原理及低透气性煤层增透装备,针对低透气性煤层瓦斯抽采效率低、钻孔施工量大等问题,提出了高压空气爆破增透工艺并研究了其应用。通过应用该技术,瓦斯抽采量和煤层透气性系数都有了显著提高,达到了增大煤层透气性、提高瓦斯抽采效率的目的。

摘要： 针对候村煤矿3605工作面因煤层透气性差导致本煤层顺层钻孔瓦斯抽采浓度低、预抽时间长等问题,采取深孔预裂爆破对煤层进行致裂增透,通过工程实践及效果对比表明:采用深孔预裂爆破后的顺层钻孔平均瓦斯抽采浓度由30.2%提高到56.7%,抽采浓度降至5%以下用时由185 d降至91 d,综合评估瓦斯抽采效率提高一倍。

摘要： 为有效揭示低透气性煤层回采工作面煤与瓦斯突出机理,提高监测和防治的针对性与有效性,基于瓦斯赋存状态和开采扰动等因素建立了突出灾害中心体力学模型,通过理论分析、相似模拟试验和现场试验的方法,验证了该理论假设,揭示了中心体致灾机理,并验证了微震与突出危险的关联性。相似模拟试验结果显示:在煤壁距中心体60~20 m时中心体逐渐孕育和发展,至20~10 m时中心体突出风险急剧升高,该范围即宏观的中心体突出临界区域,是重点防治时期和位置,该结论在寺家庄矿15112回采工作面基于钻屑瓦斯解吸指标K1值的试验中得到验证,突出灾害中心体致灾机理假设也得到验证。结果表明:吸附瓦斯在节理、裂隙等非均质性的孔洞中由于局部煤体破碎且渗透性升高而大量解吸为游离瓦斯,与煤粉混合成具有高能量的气固两相流体,形成突出灾害中心体;中心体在低透气性煤层中是客观性存在的,且赋存于多个位置,采动效应提供了外在动力,导致煤层应力环境和瓦斯状态发生变化,易诱发中心体突出;从中心体致灾的角度得到微震与突出危险间具有较良好的拟合关系,说明微震是有效的突出危险监测手段,为进一步提高突出监测及防治的针对性和有效性提供了方向。

摘要： 在煤矿瓦斯治理工程中,预裂爆破是改善低透气性煤层渗透率的有效措施之一,其效果取决于爆破裂纹的产生与扩展程度。为研究低透气性煤层预裂爆破裂纹产生与扩展的特征及规律,将爆破过程看作平面应变问题,基于HJC模型、HIGH_EXPLOSIVE_BURN材料模型和JWL状态方程,构建了深孔预裂爆破数值模型,并采用六面体单元进行网格划分;基于此,采用LS-DYNA软件对数值模型进行解算,分析了爆破孔周围破碎区和裂隙区的产生与发展过程,探讨了爆破孔周围煤体的裂隙与应力变化特征;最后,针对煤层预裂爆破参数选取,给出了合理化建议。研究表明:采用2号岩石乳化炸药,药卷直径94 mm,炮孔直径120 mm的爆破条件下,爆破产生的破碎区范围为1.43 m×1.25 m,裂隙区半径约为3.4 m,主裂隙长度为2.0~2.62 m;爆破孔与控制孔连线方向主要受压应力作用,切向受拉压应力作用,控制孔左右两侧切向受拉压作用显著;不同炮孔先后爆破产生的应力波与裂隙区应力场发生叠加,对裂隙的产生发展具有一定影响;煤层预裂爆破的合理布孔参数需综合考虑煤层对爆破应力波的衰减作用、空孔壁面对爆破应力波的反射作用以及双孔爆破应力波的叠加作用。

摘要： 为消除平煤十矿己15-16-24100工作面在准备和回采过程中的突出危险,精细化模拟研究了水力冲孔结合抽采钻孔的瓦斯治理过程.分析了瓦斯解吸、渗流及煤岩变形的相互作用,构建了煤层瓦斯运移应力—渗流耦合数学方程,采用有限元软件对其求解,通过数值模拟己15-16-24100工作面顺层钻孔、底板巷穿层钻孔、水力冲孔掩护风巷、机巷和开切眼掘进及本煤层回采全过程,研究瓦斯抽采对降低工作面突出危险性的影响,并结合现场监测结果对抽采效果进行验证.研究结果表明:对己15-16煤层进行"穿层钻孔+顺层钻孔+穿层水力冲孔"综合抽采瓦斯可有效降低己15-16-24100工作面在准备和回采过程中的突出危险.在该设计方案下,己15-16煤层中残存瓦斯压力值降为0.25～0.45 MPa,相应的煤层残存瓦斯含量降为2.8～4.5 m3/t,均满足平煤十矿煤与瓦斯突出防治规定要求.

摘要： 为了解决高瓦斯低渗透煤层抽采难、抽采效果不好的问题,通过理论分析、数值模拟计算及工业试验相结合方法,研究了复合射孔爆破增透技术致裂区裂纹扩展延伸的规律;采用FLAC3D软件模拟分析了预裂缝对爆破半径的影响,并得到布控间距.三元煤矿3#煤层1312运输平巷试验结果表明,进行复合射孔爆破后,钻孔的平均瓦斯抽采浓度提高了2.16倍,平均单孔纯量提高了4.73倍,复合射孔爆破可以提高低渗透高瓦斯煤层透气性,促进了煤岩体内原生缝隙的发育.

摘要： 为了解决目前高瓦斯煤层瓦斯抽放布孔密度大、单孔抽放影响范围小、抽放量少、钻机搬运频繁和工作效率低下等问题,采用高压组合水射流技术,优化设计前、后喷嘴以及转向器;在轴向孔的基础上,实现多个径向分枝子孔抽采技术.研究结果表明:以多组合高压喷头和软管配合破煤岩、转向装置小半径转向,对煤体瞬时施加动能载荷,实现煤岩体动态损伤和裂隙,可以快速提高煤层瓦斯透气性.

摘要： 结合我国低透煤层的赋存特点和各种增透技术的优缺点,对提高煤层透气性的技术方法进行了分类比较,较系统地梳理了每一种增透方法的工艺技术及装备、应用效果、存在的问题与缺陷及适用条件等;并对增透技术发展趋势进行了展望,指出增透技术将向多种增透方式联合作业,增透设备将向智能化、无人化的方向发展.

摘要： 针对成庄煤矿低透气性煤层区域瓦斯抽采难度大的技术难题,开展高压脉动定向水力压裂卸压增透技术试验,实现单一低透气煤层卸压增透的目的,改善矿区低透气性煤层区域瓦斯抽采效果.脉动水力压裂技术及装备为瓦斯灾害防治提出了一种新的手段和方法。该方法主要是使用脉动压力周期变化的水流压入煤体中，一方面通过不同的注水压力可以使水渗入不同的裂隙孔隙中，增加煤体的润湿性，脉动高压水使得裂隙不断贯通、扩大，扩大润湿半径，最大范围地改变煤层的物理力学性质；另一方面通过周期性的脉动高压作用于煤体，不同压力下的水可以对煤体的裂隙孔隙产生“膨胀一收缩一膨胀”反复作用，最大限度地使得煤体力学性质发生改变。另外，脉动高压水有利于游离高压瓦斯的排放，减少煤体中瓦斯含量。

摘要： 由于中国煤矿瓦斯灾害严重,针对单一突出低透气性煤层,穿层钻孔预抽是解决瓦斯灾害的主要是手段之一,项目针对底板巷穿层钻孔预抽解决煤巷条带消突进行试验研究,模拟分析了穿层钻孔周边瓦斯压力随抽采时间演化规律,获得了试验煤层最佳抽采效率的关键参数,在试验矿井进行了试验考察,研究证明,穿层钻孔预抽有效解决了无保护层开采和单一煤层的突出问题,取得了显著效果,实现了煤巷条带的安全快速掘进,具有重要作用.

摘要： 在低透气性煤层瓦斯治理方法中,水力冲孔已被证明是一种有效、快速的治理瓦斯危害的技术.水力冲孔在使用中普遍存在的问题是冲孔时喷孔现象较严重,导致瓦斯容易超限;冲出的煤体不易准确测量,从而很难保证冲孔质量.本文结合井下冲孔时所用的防喷装置和量煤装置使用时所存在的不足,在原有的基础上进行改进,以提高冲孔时的安全性和量煤的准确性.

摘要： 淮南矿区煤层为高瓦斯低透气性煤层,原始煤层预抽困难,抽采效果差.高压水力割缝可以对钻孔周围煤体进行切割、剥离,改变煤层弹性潜能,增加钻孔周围煤体的透气性系数,提高抽采效果,实现煤巷掘进快速消突.

摘要： 为了考察高压空气爆破对低透气性煤层的增透效果,提出了高压空气爆破增透技术,阐述了高压空气爆破煤体增透工艺,利用高压空气的瞬间爆破冲击煤体,使煤体产生裂隙网络,从而有效地增加煤层透气性.通过室外试验和数值模拟,测试了高压空气爆破的破坏效果,模拟了高压空气爆破对煤体的增透效果,结果显示高压空气爆破冲击可以有效地使煤岩介质产生破碎裂纹,煤体强度对裂隙的产生有积极影响,地应力对裂隙扩展具有明显的抑制作用.

摘要： 瓦斯抽采作为瓦斯治理的关键技术,已经在我国各高瓦斯矿井和突出矿井得到了广泛的应用,但是对于多数矿井而言,煤层瓦斯含量高、瓦斯压力大、煤层透气性低,这就给瓦斯抽采带来了一定的难度.本文以国内某低透气性矿山为例,进行卸压带范围考察,在有效的卸压带范围内考察顺层瓦斯抽放孔内瓦斯抽采量变化情况.结果表明:工作面前方11m范围内为卸压带范围,在卸压带范围内布置抽采钻孔,对比钻孔未进入卸压带时的抽采流量,钻孔进入卸压带后抽采流量明显上升,可提高至原来的20倍左右.

摘要： 为解决中国低透气性煤层瓦斯抽采率低的难题,提出煤矿井下穿层水力压裂增透技术,分析得出煤层水力压裂增透主要是高压水在煤体裂隙尖端产生拉应力集中区促使煤层中的原始裂隙扩展、次生裂隙形成的过程.根据弹性力学理论和最大拉伸破坏强度准则,建立不同地应力下煤岩体裂缝起裂压力及方向的理论模型.应用岩石损伤破裂过程渗流-应力耦合分析系统RFPA2D-FLOW,对水力压裂过程中裂缝的形成、扩展动态演化规律进行了模拟分析,对比分析了不同地应力作用下煤岩体裂缝的渐进扩展和破裂过程,拟合了侧压系数与起裂压力及延伸压力的似线性曲线,得到了起裂压力和延伸压力与侧压系数发展趋势的关系.将研究成果应用于重庆某煤矿7#煤层底抽巷瓦斯预抽工程,应用结果表明:煤层透气性系数提高82～180倍,瓦斯抽采纯量提高6.4～22.4倍.

摘要： 开展低透气性高瓦斯煤层增透技术以提高抽采效果,对于预防和消除煤与瓦斯突出等瓦斯灾害的发生具有重要的工程应用价值和指导意义.以现场试验为研究手段,模拟煤层中深孔预裂爆破卸压增透过程,分析中深孔预裂爆破技术对低透气性煤层的作用机理和规律,并以此为基础,运用ANSYS/LS-DYNA软件建立数值模型,分析了预裂缝和微差间隔时间等参数在爆破中的导向作用与减震效应,获得了合理的爆破参数值,对煤层卸压增透具有明显作用.

摘要： 为有效控制工作面及采空区瓦斯浓度,防止瓦斯事故的发生,结合潘一矿东井低透气性煤层开采实际情况,在"Y"形通风采空区空气流场特性的基础上,提出了"Y"形通风采空区预埋管抽采的瓦斯治理技术.现场监测结果表明,该技术可以有效控制采空区瓦斯浓度.

摘要： 针对我国低透气性突出煤层瓦斯抽放难题,提出了静态膨胀生裂技术增加我国突出煤层透气性系数方法.根据静态膨胀剂膨胀生裂增透作用原理:被膨胀岩体将经历裂隙萌生、裂隙传播和裂隙扩展贯通3个过程,岩体内新生的大量裂隙能极大提高其瓦斯透气性系数.实验证明了静态膨胀剂能膨胀裂开突出煤层及其顶底板岩体,实验论证了静态膨胀剂增透突出煤层作用原理及可行性.作业温度、钻孔直径、膨胀剂浓度等因素影响静态膨胀剂的膨胀性能.煤矿井下作业环境下,4种类型静态膨胀剂产生的膨胀力均能达到30～50MPa.通过合理布置自由面,静态膨胀剂均能膨胀裂开煤矿岩体,从而产生大量裂隙提高其瓦斯透气性系数.

摘要： 本发明提供一种兼备透气性和耐水性的高透气性耐水性片材、高透气性耐水性片材复合体以及具有它们的吸收体物品。并且，提供具有这种特性的高透气性耐水性片材及高透气性耐水性片材复合体的制造方法。本发明的高透气性耐水性片材包括：由无纺布构成的具有100mmH2O以上耐水压的疏水性无纺布层、和层叠于该疏水性无纺布层上的微细纤维素纤维层，其特征在于，在该高透气性耐水性片材的至少任一面上层叠有防水材料层。

摘要： 本发明涉及一种可进行长时间成型加工的低透气性叠层体和使用该低透气性叠层体而成的充气轮胎，所述低透气性叠层体是将热塑性树脂组合物层(A)和至少一层的橡胶组合物层(B)贴合而成的、至少一层的橡胶组合物层厚度ε

摘要： 本发明提供一种低透气性树脂/橡胶组合物的叠层体(F)及其制造方法，包括：使低透气性树脂(A)层与热塑性树脂组合物(B)层的叠层体(D)、按照成为(B)/(A)/(E)那样，与橡胶组合物(E)层进行叠层，硫化，仅使热塑性树脂组合物(B)从叠层体剥离，其中，所述低透气性树脂(A)层的透气系数为1.0×10-12cc·cm/cm2·sec·cmHg以下，并且平均厚度d(μm)为0.05＜d＜5。

摘要： 本发明提供一种兼备透气性和耐水性的高透气性耐水性片材、高透气性耐水性片材复合体以及具有它们的吸收体物品。并且，提供具有这种特性的高透气性耐水性片材及高透气性耐水性片材复合体的制造方法。本发明的高透气性耐水性片材包括：由无纺布构成的具有100mmH2O以上耐水压的疏水性无纺布层、和层叠于该疏水性无纺布层上的微细纤维素纤维层，其特征在于，在该高透气性耐水性片材的至少任一面上层叠有防水材料层。

摘要： 本发明涉及一种可进行长时间成型加工的低透气性叠层体和使用该低透气性叠层体而成的充气轮胎，所述低透气性叠层体是将热塑性树脂组合物层(A)和至少一层的橡胶组合物层(B)贴合而成的、(B)层厚度ε

摘要： 本发明提供一种低透气性树脂/橡胶组合物的叠层体(E)及其制造方法，包括：使低透气性树脂(A)层与热塑性树脂组合物(B)层的叠层体(D)、按照成为(B)/(A)/(E)那样，与橡胶组合物(E)层进行叠层，硫化，仅使热塑性树脂组合物(B)从叠层体剥离，其中，所述低透气性树脂(A)层的透气系数为1.0×10－12cc·cm/cm2·sec·cmHg以下，并且平均厚度d(μm)为0.05＜d＜5。

摘要： 本发明公开了一种低透气性突出煤层的煤层气抽采方法，它包括：步骤1、在低透气性突出煤层的掘进工作面、采煤工作面、采煤工作面运输巷或回风巷上均匀设置若干钻孔；步骤2、将钻孔分为膨胀剂施工钻孔和煤层气利用钻孔；且膨胀剂施工钻孔和煤层气利用钻孔交替设置；步骤3、将液态膨胀剂注入每个膨胀剂施工钻孔中，使用封孔器封孔；步骤4、在膨胀剂施工钻孔的孔壁四周产生裂隙后通过煤层气利用钻孔对煤层气进行抽采；解决了现有技术对低透气性突出煤层的煤层气抽采存在施工成本高，抽采效率低下等技术问题。

摘要： 一种高瓦斯低透气性煤层区域性增加煤层透气性的方法，从岩石巷道中向含水岩层施工多个放水钻孔，放水钻孔施工结束后采用金属套管和水泥进行封孔；放水钻孔放出的水经过巷道底板的水沟流入水仓，定时进行排水；随着对含水岩层的放水，使得邻近煤岩层的应力降低，邻近煤岩层内产生新的裂隙，迫使上部的高瓦斯低透气性煤层透气性增加，从而提高高瓦斯低透气性煤层的瓦斯抽采效果。对于在煤层底板内赋存含水岩层的矿井，从含水层的下部岩层中施工一条岩石巷道，从该巷道中向含水岩层施工放水钻孔，将岩层中的水排出后，可使得含水岩层及邻近煤岩层应力降低、裂隙发育，进而使得上部的煤层透气性增大，为煤层瓦斯抽采创造有利条件。

摘要： 本发明公开了一种高瓦斯低透气性煤层增加煤层透气性的方法，包括如下步骤：在待掘进的运输平巷中心位置施工轴向孔，在底抽巷施工若干个水力压裂孔，每个水力压裂孔的孔底均与轴向孔相连通，依次在每个水力压裂孔内进行水力压裂，由于轴向孔的导控作用，高压水会沿着轴向孔的轴线方向流动，使以压裂孔和轴向孔为中心周围区域的煤层被压裂，在煤体内产生大量裂缝并不断扩展、延伸、贯通，形成错综复杂的裂缝网络，增加煤层透气性。本发明结合轴向孔导控和水力压裂，能够有效提高高瓦斯低透气性煤层的透气性和瓦斯抽采效果，实现高瓦斯低透气性煤层回采巷道的安全快速掘进与开采。

摘要： 一种高瓦斯低透气性煤层区域性增加煤层透气性的方法，从岩石巷道中向含水岩层施工多个放水钻孔，放水钻孔施工结束后采用金属套管和水泥进行封孔；放水钻孔放出的水经过巷道底板的水沟流入水仓，定时进行排水；随着对含水岩层的放水，使得邻近煤岩层的应力降低，邻近煤岩层内产生新的裂隙，迫使上部的高瓦斯低透气性煤层透气性增加，从而提高高瓦斯低透气性煤层的瓦斯抽采效果。对于在煤层底板内赋存含水岩层的矿井，从含水层的下部岩层中施工一条岩石巷道，从该巷道中向含水岩层施工放水钻孔，将岩层中的水排出后，可使得含水岩层及邻近煤岩层应力降低、裂隙发育，进而使得上部的煤层透气性增大，为煤层瓦斯抽采创造有利条件。