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國家科技計(jì)劃礦井瓦斯防治技術(shù)成果
關(guān)注
基于水合物分離法提純高濃度CO2瓦斯的相平衡研究
高濃度CO2瓦斯水合物相平衡的確定是基于瓦斯水合物分離法的瓦斯抽采利用關(guān)鍵問題。利用可視化瓦斯水合物相平衡裝置，結(jié)合恒容溫度搜索法和觀察法，首先測定了不同溫度、壓力下3種高濃度CO2瓦斯氣樣的相平衡條件，在試驗(yàn)基礎(chǔ)上提出了高濃度CO2瓦斯水合物相平衡溫度與壓力關(guān)系式。
低溫液氮作用下煤體瓦斯吸附特性試驗(yàn)研究
液氮致裂煤層增透技術(shù)具有良好的發(fā)展前景，而針對低溫液氮作用下煤體瓦斯吸附特性研究目前尚不完善，大部分研究處于初步研究階段；為了對液氮凍融作用及試驗(yàn)初始溫度作用下的煤體瓦斯吸附特性變化規(guī)律及變化趨勢進(jìn)行研究，選取新疆硫磺溝煤礦煤樣作為研究對象。
超高壓水力割縫煤層增透成套裝置研制及應(yīng)用
超高壓水力割縫煤層增透成套裝置研制及應(yīng)用作者：張永將 陸占金單位：中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司瓦斯災(zāi)害監(jiān)控與應(yīng)急技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室摘要：現(xiàn)有割縫（擴(kuò)孔）裝置對于中硬或堅(jiān)硬煤層割縫效率低，配套安全防護(hù)措施相對較少，未能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控割縫作業(yè)。為了解決中硬或堅(jiān)硬煤層安全、高效割縫增透難題，亟需研制更高壓力的割縫成套裝置。在綜合考慮設(shè)備效率、割縫深度及割縫排渣所需流量的基礎(chǔ)上，研制了高壓清水泵；通過分析鉆孔流場分布規(guī)律，依據(jù)...
超臨界CO2作用下CO2滲流特性與煤層增透效果研究
為了研究超臨界CO2對煤層的增透效果，利用自主研發(fā)的吸附滲流試驗(yàn)裝置開展考慮注入壓力和溫度影響的煤層中超臨界CO2滲流、吸附試驗(yàn)研究，對比試驗(yàn)前后煤樣縱波波速變化以及滲透率變化，分析超臨界CO2對煤樣的增透效果。
井下定向長鉆孔水力壓裂煤層增透技術(shù)體系與工程實(shí)踐
低滲煤層區(qū)域超前增透是實(shí)現(xiàn)瓦斯區(qū)域超前高效抽采的技術(shù)支撐。針對定向長鉆孔水力壓裂面臨的泵注能力不足和壓裂不均衡問題，研發(fā)了煤礦井下快速、定點(diǎn)、分段與可重復(fù)的水力壓裂孔內(nèi)裝備，實(shí)現(xiàn)了煤礦井下水力壓裂由傳統(tǒng)的點(diǎn)式壓裂向區(qū)域壓裂的轉(zhuǎn)變。
淮北煤田煤與瓦斯突出災(zāi)害差異性和控制因素研究
淮北煤田是我國重要的煤炭資源開發(fā)基地，也是我國煤礦瓦斯災(zāi)害最嚴(yán)重的礦區(qū)之一。為了掌握淮北煤田瓦斯賦存和災(zāi)害特點(diǎn)，通過突出災(zāi)害案例分析、瓦斯地質(zhì)參數(shù)統(tǒng)計(jì)和理論研究的方法，對淮北煤田瓦斯地質(zhì)特征、突出災(zāi)害差異性和主控因素進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
貴州地區(qū)突出煤層微孔結(jié)構(gòu)及對瓦斯流動(dòng)特性的影響
煤層瓦斯流動(dòng)規(guī)律與煤的孔隙結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。為揭示貴州地區(qū)突出煤層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征及對其瓦斯流動(dòng)特性的影響，以貴州地區(qū)6個(gè)典型礦井突出煤層為研究對象，采用高壓容量法測試了6個(gè)煤樣的吸附能力。同時(shí)，根據(jù)高壓壓汞試驗(yàn)，利用分形方法獲得煤樣分形維數(shù)，并分析樣品的微觀孔隙結(jié)構(gòu)分形特征及其與煤質(zhì)參數(shù)的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，探討多尺度孔隙中瓦斯流動(dòng)規(guī)律，分析吸附作用對瓦斯流動(dòng)特性的影響。
煤層頂板裂隙帶瓦斯抽采技術(shù)與裝備探索
采空區(qū)與回風(fēng)巷上隅角瓦斯超限情況亟待解決。為了對采空區(qū)裂隙帶內(nèi)瓦斯進(jìn)行抽采，降低瓦斯?jié)舛?。提出了采用高位定向長鉆孔代替?zhèn)鹘y(tǒng)高抽巷對采空區(qū)上隅角瓦斯進(jìn)行治理的方案，分析了高位定向鉆孔的直徑大小、層位高低、深度等對裂隙帶瓦斯抽采效果的影響，并以大直徑定向鉆機(jī)ZYWL-13000DS在雙柳煤礦33（4）13工作面鉆進(jìn)為案例進(jìn)行驗(yàn)證。
瓦斯抽采鉆孔封孔水泥砂漿黏度時(shí)變性擴(kuò)散模型
為準(zhǔn)確預(yù)測瓦斯抽采鉆孔水泥砂漿注漿封孔漿液擴(kuò)散特征，根據(jù)注漿流固耦合理論，考慮漿液黏度時(shí)變性對水泥砂漿擴(kuò)散的影響以及應(yīng)力對煤體形變的影響，提出瓦斯抽采鉆孔水泥砂漿封孔黏度時(shí)變性擴(kuò)散模型，采用COMSOL數(shù)值模擬研究不同注漿壓力下的漿液擴(kuò)散分布特征與考慮漿液黏度時(shí)變性對注漿擴(kuò)散范圍結(jié)果的影響，
鉆孔變形失穩(wěn)條件下抽采負(fù)壓及流量分布規(guī)律試驗(yàn)研究
為了研究鉆孔變形失穩(wěn)對瓦斯抽采的影響和判定鉆孔失穩(wěn)坍塌區(qū)域，根據(jù)鉆孔內(nèi)瓦斯流動(dòng)變質(zhì)量流的特點(diǎn)及鉆孔變形情況，設(shè)計(jì)搭建了考慮鉆孔變形失穩(wěn)的瓦斯抽采試驗(yàn)系統(tǒng)，測試分析了鉆孔不同變形失穩(wěn)、不同負(fù)壓情況下鉆孔負(fù)壓及流量分布規(guī)律，提出了考慮鉆孔變形的負(fù)壓損失計(jì)算方法。
煤層瓦斯抽采鉆孔變形破壞測試技術(shù)及其應(yīng)用研究
為了揭示煤層瓦斯抽采鉆孔失穩(wěn)破壞規(guī)律及服役壽命周期特征，研發(fā)了包括鉆孔變形模擬裝置和鉆孔變形測試裝置的鉆孔變形破壞測試系統(tǒng)，利用相似材料進(jìn)行了鉆孔變形破壞全過程的試驗(yàn)測試。研究了壓力感應(yīng)器壓力、鉆孔變形之間的關(guān)系，提出了評價(jià)鉆孔變形破壞狀態(tài)的指標(biāo)——鉆孔破壞度。
低濃度含氧瓦斯爆炸動(dòng)力特性及防控關(guān)鍵技術(shù)
低濃度含氧瓦斯(體積分?jǐn)?shù)<30%)存在燃爆風(fēng)險(xiǎn)，不能直接進(jìn)行輸送和利用，不僅造成資源浪費(fèi)，也嚴(yán)重污染環(huán)境。從文獻(xiàn)研究的角度，綜合論述了近年來我國低濃度含氧瓦斯爆炸防控技術(shù)及裝備的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢，主要內(nèi)容包括：①實(shí)際工況低濃度含氧瓦斯爆炸精準(zhǔn)辨識技術(shù)：研發(fā)了特殊環(huán)境20 L爆炸特性測試系統(tǒng)及超低溫環(huán)境爆炸特性測試系統(tǒng)等試驗(yàn)裝置...
近年來，隨著煤炭資源的大規(guī)模開發(fā)，煤礦開采強(qiáng)度和深度越來越大，地應(yīng)力、瓦斯壓力、瓦斯含量等越來越高，煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性日趨嚴(yán)重且復(fù)雜。深部開采工作面的瓦斯超限、動(dòng)力現(xiàn)象顯現(xiàn)、煤與瓦斯突出等現(xiàn)象愈加頻繁，成為制約礦井安全高效生產(chǎn)的主要因素。
