废弃煤矿采空区瓦斯抽采可行性评价模型构建及应用

在碳达峰碳中和的政策背景下,开发废弃煤矿瓦斯资源可产生较高的资源、经济与环境三重效益。通过调研及文献查阅,从技术可行性和经济合理性2个角度建立废弃煤矿采空区瓦斯抽采可行性评价指标体系,将博弈论组合赋权方法与模糊综合评价法结合,构建了博弈论?模糊综合评价模型,以晋城矿区废弃矿井古书院矿为例进行瓦斯抽采可行性评价。结果表明:一级指标中瓦斯资源条件及瓦斯保存条件的权重较高,分别为0.439 1和0.383 6,说明煤矿瓦斯赋存量和煤矿密闭性是影响废弃煤矿采空区瓦斯抽采可行性的决定因素;二级指标中,地面钻孔甲烷浓度和矿井涌水量权重较高,分别为0.091、0.087,说明废弃煤矿采空区瓦斯富集区的甲烷纯度及煤矿水害严重程度是影响废弃煤矿采空区瓦斯抽采可行性的关键因素;建立的评价模型修正了单一赋权评价法导致的权重失真问题,兼容了主客观定权重方法的优点;验证了博弈论?模糊综合评价模型应用于废弃煤矿采空区瓦斯抽采可行性评价的合理性。      

高产高效矿井煤层瓦斯抽采工艺优化

瓦斯灾害因成灾类型多,瓦斯矿井分布广,灾害事故影响大,已成为我国多数煤矿常见自然灾害之首。当前瓦斯治理较为广泛的方法是运用瓦斯抽采技术,降低煤层残余瓦斯含量,而采用何种抽采工艺既能高效的消除瓦斯灾害威胁,又能保证良好的效益是需要权衡的关键问题。以我国高产高效工作面为试验区,通过开展多种瓦斯抽采工艺的对比试验,揭示了各类抽采钻孔在不同抽采孔径、不同间距、不同布置类型等工艺条件下的抽采参数特征,进而得出符合矿井实际的最优工艺类型及最优参数,为矿井的高效抽采提供重要依据。     

贵州官寨煤矿“先抽后建”地面瓦斯抽采工艺分析

新建突出矿井必须进行地面钻井预抽,做到"先抽后建"的要求。结合贵州官寨煤矿开拓部署,构建了官寨煤矿"先抽后建"的工艺流程,提出了主斜井地面实施定向井水力压裂、副立井采用洞穴完井、首采面采用丛式井水力压裂的工艺,从而使官寨煤矿实施"先抽后建"地面瓦斯抽采与矿井建设工程可以做到很好的统筹衔接,对于煤矿区协调实施煤层气与煤炭开发具有很好的借鉴意义。      

书讯

正《陕西省煤矿瓦斯地质图图集》收录了陕西省境内62处煤矿瓦斯地质图,并逐一介绍了煤矿概况、地质条件与煤层煤质、地质构造、煤矿生产、瓦斯含量及赋存规律、瓦斯抽采利用与瓦斯(煤层气)资源量,涵盖了全部高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井、曾经发生过瓦斯死亡事故的矿井及其他有关矿     

废弃矿井瓦斯抽采利用技术初探——以呼鲁斯太矿区乌兰特矿为例

废弃矿井瓦斯资源开发利用在我国尚处于探索阶段。以乌兰煤矿为依托,分析了乌兰煤矿地质特征及目前瓦斯抽采现状,开展了废弃矿井瓦斯地面抽采及资源化利用研究。在充分利用已有钻孔的基础上,制定了"疏通解堵、降低水位、增透增产"三步走的工程方案,并提出了井位选择及具体施工方案,为今后废弃矿井瓦斯抽采利用提供了借鉴。     

基于瓦斯抽采钻孔的煤矿瓦斯地质精细勘查

通过实例表明了详细查明地质构造是确保煤层瓦斯抽采均衡、避免瓦斯灾害的重要基础工作。提出了综合利用瓦斯抽采钻孔开展煤矿瓦斯地质精细勘查的主要任务、施工要求,以及采掘工作面前方隐伏断层探测和瓦斯抽采方案。隐伏断层探测方案的可行性得到了煤矿生产实践的验证。研究结果表明,综合利用瓦斯抽采钻孔对煤层顶（底）板实施连续探测,能够及时发现隐伏构造,是提高瓦斯地质勘查精度,防治瓦斯灾害的一种实用、经济和有效的技术途径。      

《煤矿瓦斯防治理论与工程应用》

——全书依据最新版《煤矿安全规程》、《防突规定》等技术规范编写,中国工程院钱鸣高院士、周世宁院士、袁亮院士为本书作序。全书分为煤矿瓦斯防治基础、煤矿瓦斯抽采、煤与瓦斯突出防治和煤矿瓦斯爆炸及其预防四编,注重基础,强化应用,在理论基础和应用技术的基础上。采用了众多的煤矿瓦斯防治方面的工程研究案例．具有较强的针对性和实用性。全书变传统的瓦斯抽放为瓦斯抽采,并强化了煤矿瓦斯抽采在煤矿瓦斯灾害防治中的核心作用,紧密结合煤矿生产实际,充分体现煤矿瓦斯防治知识的系统性、综合性和集成性。     

《煤矿瓦斯防治理论与工程应用》

——全书依据最新版《煤矿安全规程》、《防突规定》等技术规范编写,中国工程院钱鸣高院士、周世宁院士、袁亮院士为本书作序。全书分为煤矿瓦斯防治基础、煤矿瓦斯抽采、煤与瓦斯突出防治和煤矿瓦斯爆炸及其预防四编,注重基础,强化应用,在理论基础和应用技术的基础上,采用了众多的煤矿瓦斯防治方面的工程研究案例．具有较强的针对性和实用性。全书变传统的瓦斯抽放为瓦斯抽采,     

陕西省煤矿瓦斯地质图图集

正《陕西省煤矿瓦斯地质图图集》收录了陕西省境内62处煤矿瓦斯地质图,并逐一介绍了煤矿概况、地质条件与煤层煤质、地质构造、煤矿生产、瓦斯含量及赋存规律、瓦斯抽采利用与瓦斯(煤层气)资源量,涵盖了全部高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井、曾经发生过瓦斯死亡事故的矿井及其他有关矿井。全书12章,包括概述、韩城矿区瓦斯地质图、铜川矿区瓦斯地质图、蒲白矿区瓦斯地质图、澄合矿区瓦斯地质图、彬长矿区瓦斯地     

煤矿瓦斯地质与抽采利用研究——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2012)

陕西省在编研90份矿井瓦斯地质图、7份矿区瓦斯地质图、1份陕西省瓦斯地质图及瓦斯抽采利用实践中,研发出一批瓦斯领域新技术、新方法、新设备及专利技术和专有技术,培养锻炼出一批瓦斯地质研究、瓦斯治理与抽采利用优秀科技工作者,积累了比较丰富的经验。为了全面展示陕西省瓦斯地质与抽采利用新成果,陕西省2     

新疆乌东矿区八道湾向斜两翼瓦斯地质规律研究

以煤矿钻孔煤样瓦斯数据及井下实测瓦斯含量为依据,分析了乌东矿区构造对瓦斯赋存的控制作用,认为区内以七道湾背斜、八道湾向斜和F2逆冲断层为主要构造形迹,并控制了煤层的赋存状态和瓦斯分布规律;八道湾向斜南翼地层倾角陡近乎直立,地层局部倒转,有利于瓦斯逸散,而北翼煤层倾角缓,且受到矿区南部碗窑沟逆冲断层（F2）挤压作用,断面形成瓦斯的＂隔挡＂面,阻断了瓦斯的逸散通道,造成向斜北翼瓦斯含量高于南翼;瓦斯含量与煤层埋深呈正相关关系。随着各矿向下延深开采,瓦斯涌出量将会逐渐加大。因此,掌握矿区的瓦斯地质规律,对其安全生产具有指导意义。     

中国煤炭资源保障程度和绿色勘查开发途径

文中进一步厘定了煤炭资源/储量的概念,全面分析了我国煤炭资源勘查开发现状,深入阐述了我国煤炭资源保障程度,认为煤炭资源总体丰富,可采、预可采储量不足,服务年限少,区域煤炭资源保障不平衡,优质炼焦用煤稀缺,中东部地区煤炭资源压覆严重,中西部煤炭开发的生态环境问题突出。在分析煤炭资源保障程度基础上,根据煤炭安全高效绿色勘查开发的基本要求,提出了煤炭资源绿色勘查技术、煤矿高精度高效安全开采地质探测技术、煤矿水害探测与防治技术、煤矿绿色充填开采关键技术、采煤沉陷综合治理与生态环境恢复再造技术、煤矿瓦斯井上井下联合抽采技术、废弃矿山资源综合利用和环境恢复技术研究、煤矿高矿化度矿井水及固废处理技术、洁净煤技术的基础地质研究、煤系多能源矿产综合勘查开发和利用技术、煤炭地下气化与煤层气联合协调勘查开发技术、煤源雾霾研究和二氧化碳地质封存技术十二项煤炭绿色勘查开发的技术途径。     

高位钻场长钻孔在淮南刘庄煤矿瓦斯抽采中的应用

刘庄煤矿东二采区121102工作面所开采的11-2煤层为非突出煤层,但在工作面回采期间,存在瓦斯突出的可能。为防止工作回风巷尤其是上隅角瓦斯超限,确保工作面的正常生产,同时兼顾瓦斯资源的抽采利用,施工了最大长度496m,钻孔直径133mm的瓦斯抽采孔。实际应用表明,该孔投入使用后,整个工作面回采过程中均未发生过瓦斯超限现象,说明利用大口径长距离钻孔取代巷道抽放瓦斯是完全可行的。本文介绍的高位钻场长钻孔的设计、施工和瓦斯抽采情况,可以为今后同类工作面中长钻孔的施工提供借鉴。     

Design of gas drainage modes based on gas emission rate in a gob: a simulation study

In the process of working face advance in longwall coal mining, a great deal of gas relieved by the strata adjacent to the mining coal seam and the residual coal in gob migrates to gob. If the gas drainage method in gob is unreasonable, gas will accumulate in the upper corner and overrun in the return air flow. In the paper, a CFD (computational fluid mechanics) model of gob based on the actual geological conditions and gas drainage mode of 1262 working face of Dingji Coal Mine, China, was established. The gas drainage modes that should be taken to effectively control gas accumulation in the upper corner and gas overrun in the return air flow at different gas emission rates were discussed. The simulation results show that when the gas emission rate in the working face is lower than 20 m³/min, buried pipe drainage can effectively control gas accumulation in the upper corner and gas overrun in the return air flow. When gas emission rate there is between 20 and 30 m³/min, the two problems can be solved through cross-measure borehole drainage combined with buried pipe drainage. When gas emission rate there is higher than 40 m³/min, they can be effectively controlled through a three-dimensional drainage mode including buried pipes, cross-measure boreholes, and surface wells. Arranging surface wells within the fractured zone near the return airway can increase the gas drainage rate, and the gas concentration can reach over 85%; the gas concentrations of buried pipe drainage and cross-measure borehole drainage are 15~20% and 70~80%, respectively.     

大口径瓦斯抽放井施工技术

瓦斯抽放井是瓦斯治理和煤层气开发利用的一种有效手段。通过彬长矿区大佛寺煤矿5口大口径瓦斯抽放井的施工实践,探索出瓦斯抽放井在井位选择、防斜保直、扩孔、井管牵引和固井方面的一些工艺技术,其成熟的做法对地质条件类似的矿区具有一定的借鉴意义。     

高位瓦斯抽放钻孔在降低综采工作面瓦斯浓度中的应用

林南仓属于低瓦斯矿井,但存在高瓦斯区域。煤层和采空区是瓦斯的主要来源,尤以采空涌出量大,给煤矿生产和安全带来了极大隐患。通过在1129综采工作面风道施工高位瓦斯孔,把钻孔打到采空区一侧煤层顶板以上冒落裂隙带内,用钻孔进行瓦斯抽放,使采空内的瓦斯通过裂隙带沿钻孔抽出,有效降低综采工作面瓦斯浓度,保证综采工作面正常回采和安全生产。     

阳泉高瓦斯大采长综放面瓦斯涌出规律研究

适当加大综放工作面长度已成为煤矿高产高效主要发展方向之一,但工作面采长加大后,瓦斯的涌出量加大,对安全生产带来隐患。通过分析阳泉煤矿三矿综放工作面采长增加后瓦斯涌出量的变化特征,对采长200m以下和200m以上的综放工作面瓦斯涌出影响因素进行了对比研究,认为综放工作面采长增大后,邻近层垮落卸压范围增大,吨煤瓦斯涌出量增加27%;瓦斯涌出总量的增加主要取决于卸压影响范围体积的增加和煤层开采产量的增大。     

豫西芦店滑动构造区瓦斯地质灾害的控制因素及相互作用机理

豫西芦店滑动构造区有严重的瓦斯突出及瓦斯爆炸等矿井地质灾害。本文根据“一式”、“二相”、“四场”的瓦斯研究新思路,运用地质学原理与方法,结合芦店滑动构造特征探讨瓦斯突出的众多地质因素及相互作用机理。这一研究无论是对瓦斯地质基础理论研究,还是对芦店滑动构造区的煤矿安全生产,乃至对中国东部伸展构造区煤矿安全开采,皆具有重要的理论与实践意义。     

淮南潘一煤矿未开拓区煤与瓦斯突出预测

淮南矿区是瓦斯事故重灾区,潘一矿进入-400m水平开采以来,共发生25次煤与瓦斯突出,严重制约了该矿的生产安全。利用已采区瓦斯地质实测成果,结合未开拓区煤田地质勘查资料,对该矿13-1煤层瓦斯压力和含量、煤的力学性质、煤层受力状态进行了分析,提出了13-1煤层未开拓区煤与瓦斯突出预测指标,并对未开拓区煤与瓦斯突出危险区进行了预测。结果表明煤与瓦斯突出危险区主要分布在位于F34断层附近、F38断层-钻孔V-3一带、F125-Fs107-Fs106附近、Fe7-Fe1之间的部分区域及F4断层西南端部分区域。