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1、影响煤层瓦斯抽放的因素及其分析中国矿业大学林柏泉月,、碑户产、户、子、创门、八州、月“、产八气八~~产沪产、入、、产沪户八六产六户六六八产产产确户产沪沪护口?六切甲气气氏产沪尹沪甲产八尸、【摘要】~煤一层瓦斯抽放是解决高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出犷井中瓦斯含量高的最有效的方法之一。但是,目前我国煤犷中的多数矿井瓦斯抽放效果不够,,理怒因此深入研完煤层瓦斯抽放的影响因素将有助于解决目前我国犷开瓦斯抽放中所存在的问题本、钻孔直径、钻孔间距以及文探讨了煤层的渗透率抽放负压对犷井瓦斯抽放的影响。认为煤层的渗透率是形响矿井瓦斯抽放的主要因素,钻扎问距和抽放
2、时间也是影响煤层瓦斯抽放的重要因素并在实验的墓袖上深入研完了煤层途气性的影响。认为煤层透气性的大小主要取决于因素,。并得出了煤体渗透率K和围压力a的关系式煤体所受的应力放效果好的还只是少数,而多数矿井的瓦一、前言,斯抽放效果是不理想的主要是抽放率低目前,国内外在解沃高瓦斯矿井和煤。和现有的抽放系统未能很好地发挥作用与瓦斯突出矿井中突出煤层的高压瓦斯方与国外先进国家相比,我国煤矿刊瓦斯抽,面有各。种各样的方法其中谋层瓦斯抽放放工作还有很大差距因此深人研究煤和开采解放层是两种最有效阴方法。但层瓦斯抽放的存在问题及其影响因素,对,,是随着矿井的不断
3、延深许多矿井将不于提高我国煤矿瓦斯抽放中目前所而临的,再有解放层可供开采而且煤层瓦斯含抽放率低,解决突出煤层的高瓦斯问题,量、采掘空间瓦斯涌出量随开采深度的加尤其是深部矿井的高瓦斯问题都具有重大,,深又大量增加因此无论是在回采过意义。这不仅对完善我国煤层瓦斯抽放的,,程还是在矿井开拓的准备阶段煤层和理论研究工作有所裨益,而且对我国煤层,。围岩的瓦斯抽放在同矿井瓦斯作斗争中瓦斯抽放的生产实际也会有所帮助都将起很大作用。二、煤层瓦斯流动原理我国目前有10多对矿井建立了瓦斯,.抽放系统年抽放量由解放初期的02亿瓦斯在煤层中的流动是一个复杂的运。,立
4、米增加到目前的3亿多立米在抽放技动过程主要取决于煤层介质的孔隙结构,术方面也取得了很大进展其中尤以抚顺和瓦斯在煤层中的赋存状态。煤是一种多,、、,矿务局的预抽瓦斯阳泉包头中梁孔的微裂缝很多的物质微裂缝间含有孔、、,山松藻南桐等局矿的开采解放层抽瓦隙和大部分与微裂缝相连的毛细管通路斯和抽放邻近层卸压瓦斯都取得了一定的孔隙和毛细管通路的数目是变化的,它们一,成功并积累了丰富的经验。些采区的瓦之间或多或少互有联系其直径山几微米斯抽放串已达到50肠_L。此外还相应进。这些特点不汉取决f煤的以变化到几毯米行性质,也取决于煤所受的外界因素的影了水力割缝和
5、水力压裂提高煤层透气性的试验研究工作。但是,我国煤矿瓦斯抽响,其中包括地质构造的影响,周围矿并,巷道使煤受到的最4J应力条件以及煤的坏起着举足轻重的作用从目前的技术条采掘所产生门彩响。可以认为,煤的裂隙件来看,只有透气性好卜、煤层,其抽放效。,,结构使瓦斯得以在其扣流动果才好而研究提高煤层瓦斯抽放率的一瓦斯在煤层中_认要以吸附和游此问种个最主要1il方阴就是如河提高煤层的透气状态赋仔在煤体中,其中呈游离状态压缩性。囚此,深人研究煤体透气性对煤层瓦在微裂隙和大孔隙中的很少,大部分为吸斯流动的影响将有助少解决煤层瓦斯抽放、附在微裂隙壁土孔隙中以及
6、微裂缝之间的问题。“”。均质切质的毛细管中的u及附瓦斯根据1、瓦斯流动模2丝灼建立煤体中的孔隙分布和煤层中的裂隙系统,从深体仁身结构东音,煤体的绝对透可以认为瓦斯在煤层中的流动,主妥是层气性是一种结构特征,‘色取决于气孔和微,流渗透运动和扩欲运动其中前者基仁土小裂隙数体积、裂隙的形状和(孔隙不),。,服抓达酉渗通定律且主要友生在煤体大其内部沟通情次Ij1此必须把影响心孔孔;和微裂缝中后石劝基术上服从菲克扩和裂隙系统几祠余汁句参数做为影响谋体散定律,以主女友生了即创。。:本微孔隙乙中透气性,lj囚素实验衣明煤体透气性变根据抚顺煤研所在买验室甲对
7、煤粒刘瓦化的主要影响因素有地层应力、瓦斯压力一斯放散速度的测定,~与煤粒尺寸小宇定和煤体收编变形情况等。,,、数值即主安夕J孔隙结构时瓦斯流动遵为了延立地应力瓦斯庄力相煤体变,,,循菲克扩散定律囚此可以认为扩散运琳对煤休进气性形响的物理模型自先应动主要是发生在吸附瓦斯的解吸过程中。考虑在钻孔抽放的煤层中,瓦斯运移的基一这种解吸不仅为游离瓦斯在大孔和裂陈中本情况。般请况下,在井下谋层中,煤的层流渗透提供了瓦斯来源,而且也使瓦层层理和裂隙的分布足复杂阴,因此,瓦。。嘴,斯在煤和护卜J运动复杂化{旦从现场实践斯在煤层中时运移也是复杂的但是为和实验室
8、实验,护均表明:煤层瓦斯流动主了考虑问池万便,基本上可分为两种形,:安取决犷煤层的裂隙系统瓦斯在煤层中式大致少戊垂直层理方向的运移和平行的运动主要是层流渗透。在已经
