“深部煤层瓦斯精准抽采”专题_中国煤炭行业知识服务平台

“深部煤层瓦斯精准抽采”专题

来源：《煤炭科学技术》2021年第5期

为进一步总结、凝练我国矿井瓦斯抽采防治成果，充分发挥科技期刊在服务创新驱动发展战略，发现和培养科技人才，弘扬科学家精神等方面的重要作用。2021年第5期《煤炭科学技术》策划组织“深部煤层瓦斯精准抽采” 专题，共收到近20个单位的60余篇稿件，本期优选刊登16 篇具有代表性的论文，集中报道了我国在深部煤层瓦斯含量精准预测、瓦斯涌出精准测定、瓦斯储运区精准辨识、低渗煤层精准增透、瓦斯精准抽采防治及智能调控等方面的最新科技成果。衷心感谢各位专家学者为专题撰稿，特别感谢中国矿业大学、西安科技大学、河南理工大学、山东科技大学、北京科技大学、湖南科技大学、中国矿业大学( 北京)、辽宁工程技术大学、中国煤炭科工集团重庆研究院、中国煤炭科工集团西安研究院、国家能源集团等单位给予的大力支持! 期待本期专题为提高我国煤矿瓦斯抽采防治水平提供技术参考，以更加优异的成绩迎接建党100 周年。

行业视野: 煤层气
类别; 77个
关键词; 86位
专家; 19篇
论文; 10686IP
点击量; 23731次
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瓦斯抽采中煤层参数动态响应及其应用

作者(Author)：张超林, 王恩元, 许江, 彭守建

摘要：利用自主研发的多场耦合煤层气开采物理模拟试验系统，开展了不同钻孔数量条件下顺层钻孔抽采瓦斯试验，发现抽采瓦斯过程中煤体应变、瓦斯流量、瓦斯压力及煤体温度呈现出显著的耦合特性，均表现出抽采前期快速变化而后平稳发展的整体趋势，钻孔数量的增加能有效降低抽采时间并提高抽采效率；通过MATLAB编程实现了抽采瓦斯过程中瓦斯压力云图、等压面以及切片图的多维可视化，抽采瓦斯过程中瓦斯压力下降区域近似呈现以钻孔走向为长轴方向的椭球形态，并逐渐向外扩展；基于煤层瓦斯压力分布研究了消突区域的动态演化，消突区域以各钻孔为中心近似呈现圆形分布，不同消突区域受钻孔叠加效应影响逐渐相互融合，最终实现了煤层的消突。研究成果为实现抽采数据可视化和瓦斯高效精准抽采提供了参考和思路。

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煤炭科学技术

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煤层瓦斯抽采失效钻孔管底二次注浆技术研究

作者(Author)：高保彬, 任闯难, 亢昊庆, 陈立伟, 董群

摘要：为解决失效钻孔漏气导致抽采瓦斯浓度降低的问题，根据钻孔内、外漏气机理，分析得到孔外漏气受钻孔轴向巷道煤壁破碎漏气带和钻孔径向围岩漏气圈的影响，孔内漏气区域分布受封孔材料漏气阻力系数、封孔段长度、支护强度等多重因素的影响，提出对失效钻孔进行靶向二次注浆的思路。阐述了失效钻孔管底二次注浆提浓技术，根据检测出的瓦斯浓度变化趋势分析得出钻孔具体漏气区域，从而确定钻孔需要二次封堵注浆的具体位置与长度；通过注浆专用设备，将浆液注入漏气钻孔封孔段附近的漏气通道中，随着浆液在贯通裂隙中流动、充填、凝固，钻孔通道被封堵，孔外空气进入孔内的阻力增大或无法进入孔内，实现对漏气通道的靶向处理。研发了钻孔漏气位置检测及管底二次注浆提浓装备，主要由封孔气囊、双通道连接管、孔口三通等部件组成；结合山西某矿S5101采煤工作面现有钻孔的实际尺寸情况，对装置整体尺寸进行设计；选用KFGP-Ⅲ型微膨胀水泥基瓦斯封孔专用材料，并对其材料性能、外加剂和浆液配合比进行试验。通过模拟验证了管底二次注浆的有效性，模拟结果表明钻孔周边裂隙和一次封孔段收缩失效形成的漏气通道在管底二次注浆条件下得到了有效封堵。在余吾煤业进行工业性试验，试验钻孔注浆后瓦斯抽采体积分数总体提升至35%～80%，试验数据表明注浆后不仅对试验钻孔提浓效果明显，对注浆钻孔邻近范围内的抽采钻孔瓦斯浓度同样具有一定提升作用。

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深部煤层抽采钻孔变形失稳影响因素研究

作者(Author)：张学博, 王文元, 蔡行行

摘要：为了研究深部煤层抽采钻孔变形失稳的主控因素，分析了抽采钻孔变形失稳机理，建立了三维数值模型，研究了钻孔埋深、侧压系数等对钻孔稳定性的影响，最后确定了地应力为抽采钻孔变形失稳的主控因素。结果表明：①随着钻孔埋深的增加，钻孔围岩的最大垂直位移、最大水平位移和最大垂直应力都随之增加，并且埋深扩大1倍，位移最大增加6.11倍，最大垂直压力增加1倍，最大垂直应力所处位置距钻孔表面距离不断增大，但垂直应力集中系数基本不变。②随着侧压系数的增大，钻孔围岩的最大垂直位移和最大水平位移都增大，最大垂直位移增加速率较快，并且侧压系数扩大1倍，钻孔的最大位移变为原来的3.29倍；钻孔最大垂直应力随之缓慢增加。③孔径和瓦斯压力对钻孔稳定性影响较小。孔径或瓦斯压力的增加导致钻孔的最大垂直位移、最大水平位移和最大垂直应力都缓慢增加。④采用套管对钻孔进行支护，钻孔变形得到一定的控制，最大垂直位移和最大水平位移都明显减少，最大垂直应力所处位置至钻孔的距离与应力集中系数都减小，并且PP套管效果最佳。⑤由埋深和侧压系数（地质构造）决定的地应力是钻孔失稳的根源，是影响抽采钻孔稳定性的主控因素。研究结果可以为矿井瓦斯治理提供理论基础。

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