煤层瓦斯压力

摘要： 针对目前煤层瓦斯压力监测缺乏快捷、有效的测试方法的问题,文中设计一种基于无线传感网络的煤层瓦斯压力监测系统。系统硬件选用低功耗PIC24系列单片机和CC2531无线通信模块搭建井下煤层无线传感采集网络,通过以太网模块实现与井上上位机通信。软件部分利用桥路激励电压作为温度函数,建立MAX1452芯片内4个DAC的补偿电压系数方程并解算出补偿系数后,将其写入DAC中,以实现压力传感器的远端温度补偿并降低测量误差;在系统单片机运行过程中加入自动休眠、定时采集、间歇上电等程序来降低系统的功耗。实验结果表明,所设计系统无需人工干预即可实现对煤层瓦斯压力多测点的全自动实时监测,节点间有效通信距离大于100 m,测量误差小于1%,对煤层瓦斯压力监测具有重要的实用意义。

摘要： 目前保护层卸压范围研究主要集中在分析煤层应力、变形和塑形破坏的演化特性及下保护层开采卸压范围,存在对保护层保护效果的考察较少、实测过程中取点较少造成实验结果误差较大等问题.针对以上问题,以淮南矿业集团有限责任公司潘二煤矿18125工作面为研究对象,采用数值模拟计算和现场考察分析方法研究了保护层开采后被保护层的应力分布、煤层顶底板膨胀变形率和煤层瓦斯压力变化特征.结果表明:①被保护层走向垂直应力呈中心轴对称分布,倾向卸压区表现为类椭圆形.②上保护层工作面开采后,在其底板形成地应力卸压区,底板煤岩层应力减小,卸压区煤岩层向上发生移动和变形,由于保护层和被保护层层间距不同,被保护层移动与变形量存在差距,越靠近开采层,被保护层膨胀变形量越大,被保护层卸压效果越明显.保护层工作面后方30～60 m是被保护层卸压抽采瓦斯的最佳区域.③根据瓦斯压力观测钻孔与保护层工作面初切眼位置的相对关系及瓦斯压力观测结果,得到保护层开采走向最大有效卸压角约为69.8°.④通过数值模拟并结合现场考察分析,根据被保护层应力分布、煤层顶底板膨胀变形率和煤层瓦斯压力变化特征,得出被保护层走向卸压角约为60°,倾向上下部卸压角均为75°.

摘要： 为研究煤层瓦斯压力测定过程中煤层瓦斯压力的变化规律,实现煤矿瓦斯灾害等级科学鉴定和精确防治,本文通过数值模拟的方法,以孔隙——裂隙双重介质模型为基础建立了测压过程中的煤层瓦斯流动数学模型,并通过COMSOL Multiphysic软件进行解算。研究结果表明;采用COMSOL Multiphysic软件模拟的煤层瓦斯压力符合实际规律,可实现煤层瓦斯压力分布、瓦斯压力平衡的模拟计算;相较于传统的单孔——单渗透数学模型,采用孔隙——裂隙双重介质模型建立的数学模型减少了煤层瓦斯压力的损失,更能反映瓦斯运移的本质规律。

摘要： 基于水射流的钻孔增透技术是增加煤层透气性、提高瓦斯抽采率的有效途径,然而目前关于钻孔水射流冲击对瓦斯抽采的影响特性尚不明确.针对该问题,采用数值模拟方法,研究了水射流在钻孔壁面的流场特性和压力特性,分析了水射流冲击对钻孔周围煤体应力的影响,并对普通钻孔和水射流冲击钻孔的瓦斯抽采特性进行了对比.研究结果表明:钻孔内水射流喷出后,以较小的发散角进行发散流动,轴心速度为速度峰值,冲击到钻孔壁面后形成一个“圆台”区,该区域水流速度较低;水射流冲击钻孔过程中,存在出口压力集中区、接触面压力集中区、壁面压力集中区3个压力集中区域,钻孔壁面压力随水射流冲击压力增大而增大;水射流冲击钻孔对周围煤体应力分布影响存在应力骤减阶段和应力增强、恢复阶段,且煤体应力变化程度与冲击压力呈正相关关系;水射流冲击钻孔与普通钻孔抽采时,钻孔周围煤体内瓦斯压力均随时间推移由钻孔向煤体内部逐渐减小,但水射流冲击钻孔可显著提高钻孔抽采范围和抽采率,且水射流冲击压力越大,对钻孔抽采的影响越明显.

摘要： 研究了大俯角长距离煤层瓦斯压力测试装置,其创新在于“双挡板+返浆管”设计.通过在黔金煤矿测试15号煤层瓦斯压力的应用,并与传统“单挡板+倒浆”注浆封孔测试的瓦斯压力数据进行对比,3组瓦斯压力测试钻孔的测试结果分别为0.17 MPa与0 MPa、0.25 MPa与0.25MPa、0.27 MPa与0.18 MPa,研究表明“单挡板+倒浆”注浆封孔适用于短距离封孔,对于大俯角长距离钻孔,“双挡板+返浆管”注浆封孔装置的封孔质量更好.

摘要： 为减少穿层测压钻孔施工参数的设计误差,进一步提高测压钻孔施工效率和煤层瓦斯压力测定的准确性,以河南某矿高位巷和戊8煤层相对位置为基础,建立AutoCAD图形转换模型和Excel几何计算模型,分别对测压钻孔参数进行设计.通过两个模型所设计的12个钻孔,钻孔长度最大差值为0.24 m,钻孔倾角最大差值为0.33°.现场应用结果表明:图形转换模型钻孔长度最大绝对误差为5.7 m,相对误差为7.3％;几何计算模型钻孔长度最大绝对误差为5.9 m,相对误差为7.5％;两个模型设计结果的最大绝对误差小于6.0 m,最大相对误差小于8.0％,均可以得到精准的钻孔设计参数.

摘要： 本文以淮北矿业集团临涣煤矿六采区准备巷道的7煤、9(8)煤和10煤在倾斜方向的实测原始瓦斯压力作为灰色预测模型的原始数据序列,分别利用灰色GM(1,1)模型、新陈代谢GM(1,1)模型、GM(1,1)残差模型和"灰色-马尔科夫(GM(1,1)-Markov)"组合模型进行预测,通过精度等级计算表明:灰色GM(1,1)模型预测精度均为Ⅳ级,预测数据可信度较低;新陈代谢GM(1,1)模型的预测精度分别为Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅲ级,预测数据可信度较高;GM(1,1)残差模型的预测精度分别为Ⅲ级、Ⅲ级和Ⅱ级,预测数据可信度较高;GM(1,1)-Markov组合模型的预测精度分别为Ⅱ级、Ⅱ级和Ⅰ级,预测数据可信度高.因此,在矿井其他采区的煤层瓦斯压力实测中,可推荐GM(1,1)-Markov组合模型运用到矿井深部采区的煤层瓦斯压力的预测,以减少瓦斯压力的实测工作,节约大量人力、物力和财力,为矿井防突工作奠定基础.

摘要： 压力恢复曲线技术在油气井的开发中已经成为常用的技术手段,根据油气井中压力恢复曲线成熟的理论和方法,结合煤层瓦斯赋存和地质条件,确定了煤层瓦斯压力恢复曲线理论和采用煤层瓦斯压力恢复曲线计算煤层瓦斯压力的计算方法.现场试验表明,采用煤层瓦斯压力恢复曲线测方法可以在短时间内(为常规测压时间的1/10～1/2)准确的测定出煤层瓦斯压力,测定的瓦斯压力与常规方法测得的结果基本一致,误差率小于3.6％.

摘要： 统计了水城矿区内6对生产矿井的25层煤层进行了大量瓦斯压力的实测数据,并将其与煤层埋藏深度分别进行线性、对数、指数及乘幂的一元拟合与对比分析。结果表明,煤层瓦斯压力与煤层埋藏深度的关系为乘幂关系最为合理,对数关系最不合理。

摘要： 为解决在近水平穿层钻孔条件下,测定瓦斯压力过程中出现的封孔技术难题,基于传统封孔技术以及水泥自缩效应,提出了钻孔两级变径带压封孔技术,通过钻孔两级变径、变径处焊接挡板及孔口预留距离二次封孔,结合高压注浆技术处理钻孔,实现封堵测压钻孔的工艺方法.应用该技术在百色集团六龙煤矿1075抽采巷进行了煤层瓦斯压力测定,高效、准确地测得了现场试验数据.研究结果表明:两级变径带压封孔技术能够有效封堵近水平测压钻孔封孔段上部的缺口,实现了高严密性封孔,为准确测定煤层原始瓦斯压力提供了保证.

摘要： 本发明属于煤层钻孔瓦斯流量测量装置领域，涉及一种富含水、高瓦斯压力煤层的钻孔瓦斯流量测量装置及方法，包括与钻孔连通的集气缓冲装置，设置在集气缓冲装置外的集水器以及与该集气缓冲装置连通的流量测量仪器表；蓄水室上方的外壁上设置有与集水器连通的排水孔，该排水孔上安装有液体计量仪。本发明能够有效的防止钻孔内的积水瞬间释放冲坏流量测量仪器表，起到保护流量测量仪器表的作用，通过该装置排除了在测量钻孔瓦斯流量是钻孔内的积水对流量测量仪器表的影响，从而达到准确的、连续的测量钻孔内的瓦斯流量，缩短了测量时间，提高了煤矿瓦斯参数测量准确度，降低了矿井瓦斯治理费用。

摘要： 本发明公开一种联合测试煤层瓦斯含量和瓦斯压力确定钻孔有效抽采半径的方法。该方法通过合理布置与控制施工先后顺序，进行测压钻孔、抽采钻孔和瓦斯含量测试钻孔的施工，以及瓦斯压力和瓦斯含量的测试工作。以抽采后瓦斯含量测试钻孔中煤层瓦斯残余含量是否小于8m

摘要： 本发明公开了一种煤层内瓦斯压力、瓦斯流量及地应力监测装置，包括数据采集仪和与瓦斯管连接的瓦斯参数传感器和地应力传感器，该瓦斯参数传感器、地应力传感器分别通过数据传输线路与数据采集仪连接；本发明还公开了采用上述装置监测煤层内瓦斯压力、瓦斯流量及地应力的方法；采用本发明的技术方案，可同时完成对地应力同时监测的煤层内瓦斯压力、瓦斯流量及地应力的监测。

摘要： 本发明涉及一种临界瓦斯压力下煤层瓦斯含量快速确定方法，属于煤矿瓦斯技术领域。该方法包括以下步骤：S1：瓦斯吸附常数测定；S2：试验结果分析；S3：确定煤层瓦斯含量。本发明通过对90个煤矿煤样进行瓦斯参数及煤质指标测试试验，运用SPSS数据软件对测试数据进行曲线估计及多元线性回归，得出瓦斯吸附常数a、b的多元线性回归模型，经检验，多元线性回归模型具有一定的有效性和可靠性。建立了瓦斯吸附常数a与Q0‑Δp关联、b与Vdaf‑ARD关联的多元非线性回归模型。

摘要： 本发明属于煤层钻孔瓦斯流量测量装置领域，涉及一种富含水、高瓦斯压力煤层的钻孔瓦斯流量测量装置及方法，包括与钻孔连通的集气缓冲装置，设置在集气缓冲装置外的集水器以及与该集气缓冲装置连通的流量测量仪器表；蓄水室上方的外壁上设置有与集水器连通的排水孔，该排水孔上安装有液体计量仪。本发明能够有效的防止钻孔内的积水瞬间释放冲坏流量测量仪器表，起到保护流量测量仪器表的作用，通过该装置排除了在测量钻孔瓦斯流量是钻孔内的积水对流量测量仪器表的影响，从而达到准确的、连续的测量钻孔内的瓦斯流量，缩短了测量时间，提高了煤矿瓦斯参数测量准确度，降低了矿井瓦斯治理费用。

摘要： 本发明公开一种联合测试煤层瓦斯含量和瓦斯压力确定钻孔有效抽采半径的方法。该方法通过合理布置与控制施工先后顺序，进行测压钻孔、抽采钻孔和瓦斯含量测试钻孔的施工，以及瓦斯压力和瓦斯含量的测试工作。以抽采后瓦斯含量测试钻孔中煤层瓦斯残余含量是否小于8m3/t或小于抽采钻孔瓦斯含量的30％为判据，确定钻孔抽采瓦斯有效半径R1。根据朗格缪尔方程中瓦斯压力和瓦斯含量的相互关系，以瓦斯压力测试钻孔内抽采后瓦斯压力Pc是否小于(P为抽采前瓦斯压力，b为吸附常数)或小于0.74MPa为判据，确定钻孔抽采瓦斯有效半径R2。联合测试法的钻孔有效抽采半径R为R1和R2中较大者，R＝max{R1,R2}。

摘要： 本实用新型属于煤层钻孔瓦斯流量测量装置领域，涉及富含水、高瓦斯压力煤层的钻孔瓦斯流量测量装置，包括与钻孔连通的集气缓冲装置，设置在集气缓冲装置外的集水器以及与该集气缓冲装置连通的流量测量仪器表；集气缓冲装置包括蓄水室与集气室，蓄水室上方的外壁上设置有与集水器连通的排水孔，该排水孔上安装有液体计量仪。本实用新型能够有效的防止钻孔内的积水瞬间释放冲坏流量测量仪器表，起到保护流量测量仪器表的作用，通过该装置排除了在测量钻孔瓦斯流量是钻孔内的积水对流量测量仪器表的影响，从而达到准确的、连续的测量钻孔内的瓦斯流量，缩短了测量时间，提高了煤矿瓦斯参数测量准确度，降低了矿井瓦斯治理费用。

摘要： 煤矿立井井筒水压参与下的煤层瓦斯压力测定装置，包括封闭水箱（4）、测压管（14）、三通管（9）和测压表（8），在封闭水箱（4）的顶部设有水气进管（3）和出水管（5），水气进管（3）的下端与封闭水箱（4）的顶壁密封连接，在水气进管（3）上设有阀门Ⅰ（2），三通管（9）的下端直通口与测压管（14）密封连接，测压表（8）连接在三通管（9）的上端直通口上，三通管（9）的旁通口与水气进管（3）连通，出水管（5）与封闭水箱（4）的顶壁密封连接且出水管（5）的下端伸进封闭水箱（4）内，在出水管（5）的上端连接有阀门Ⅱ（6）。与现有技术相比，本发明剔除了水压的影响，测定的煤层瓦斯压力较为准确。

摘要： 本发明提供了一种基于钻孔瓦斯流量反演煤层瓦斯压力的测试方法与装置，其中测试方法包括：在钻孔和钻杆主体之间形成封闭环境，测量钻进位置的瓦斯流量和瓦斯浓度，根据瓦斯流量和瓦斯浓度，结合相关煤层参数反算煤层瓦斯压力的步骤。本发明所述基于钻孔瓦斯流量反演煤层瓦斯压力的测试方法，能够根据煤层相关参数和随钻测定的钻孔瓦斯流量快速反算煤层瓦斯压力，从而实现实时快速得到钻孔前方煤层瓦斯压力。

摘要： 本发明公开了一种快速测定煤层瓦斯压力与瓦斯含量的装置及方法，包括传统检验检测结构（1）、数据处理与控制模块（2）、无线通信交换中心（3）、终端监测系统（4），其特征在于：传统检验检测结构（1）的测压管（1‑4）与瓦斯压力传感器（8）连接；单片机2‑2与数据处理和存储单元2‑4互连，数据处理与存储单元（2‑4）和无线接收发器（2‑3）互连，无线接收发器（2‑3）与无线通信交换中心（3）连接；数据处理与控制模块（2）与数字显示器（10）连接、与矿用本安型平板电脑（9）互连，矿用本安型平板电脑（9）与终端监测系统（4）连接；无线通信交换中心（3）的中央处理器（3‑3）与终端监测系统（4）连接。本发明测定快速准确，结构简单、适应范围广。