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煤层原位瓦斯压力与瓦斯含量是深部煤矿安全生产与煤层气资源精准评估的关键参数。针对深部煤层原位瓦斯含量精准测定的技术难题,提出了原位保压取心与原位瓦斯含量和压力测试的全新原理,推导并建立了煤层原位瓦斯含量计算方法和考虑含水率及多气体组分影响的煤层原位瓦斯压力计算方法。根据矿井深部原位应力环境特点与多向取心工程需求,分别自主研发了重力式、弹力式和磁力式保压控制器,可实现任意角度保真取心。自主研制了集低扰动保压取心与样品含气量一体化测试技术与装备,可实现与保压取心器对接并解锁的原位样品转移、破碎与测试,解决了原位取心、样品转移过程中瓦斯量损失问题,大大提高了瓦斯含量测定的准确性,为精准测定深部煤层原位瓦斯压力及瓦斯含量提供了理论和技术支撑,以期降低瓦斯事故,提高高突矿井安全开采效率。 相似文献
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《岩土力学》2017,(11)
为了研究煤层瓦斯流动过程中温度与渗流场和应力场的耦合作用变化规律,引入煤层瓦斯两能态吸附热理论,重新构建煤层温度场控制方程,推导了温度场控制方程中解吸微分热能项的理论求解方法,改进了煤层瓦斯流动的热-流-固多场耦合数学模型;从理论上阐述了煤层瓦斯流动过程中吸附解吸、应力场、温度场、渗流场相互影响的作用机制;利用该模型研究了煤层瓦斯抽采过程中煤层瓦斯流动时的煤层温度、瓦斯压力、煤层渗透率的变化规律;结合已有试验研究结果,对比验证了模型的精确性和合理性;研究结果表明,在煤层瓦斯抽采过程中,煤层温度下降的快、慢受煤层原始瓦斯含量和压力及煤层渗透率的共同影响,煤层渗透率越大,温度下降越快,煤层瓦斯压力和含量越大,温度下降越快;同时,煤层渗透率随抽采时间的增长而增加,越靠近钻孔壁面煤层渗透率增加幅度越大。 相似文献
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为了分析地质构造及其演化对新疆大黄山一号井煤层瓦斯赋存的影响,对井田地质构造及演化特征、含煤地层埋藏-抬升史、煤层变质作用、瓦斯生成与赋存特征等开展研究,为大黄山一号井瓦斯灾害防治提供理论指导。研究表明：井田地处博格达山北缘逆冲推覆构造带之山前弧形逆冲断褶带,受高角度叠瓦状逆冲断层及南北向构造挤压应力控制,井田主体构造表现为一南北翼被NE、NW向共轭走滑平移断层切割的轴面南倾的弧形紧闭倒转向斜。井田含煤地层沉积后主要经历了两个阶段：第Ⅰ阶段为快速沉降,并于晚侏罗世至最大埋深4 000m左右,煤层达到气煤变质阶段,煤层瓦斯大量生成;第Ⅱ阶段为持续挤压抬升形变,煤层瓦斯大量逸散。受切向应变主动褶皱作用控制,井田向斜南北两翼向核部,煤层所受挤压应力越来越大,导致煤层孔隙率、透气性系数愈来愈小,煤层瓦斯含量及瓦斯压力愈来愈高。受东西差异性挤压弧形构造背景控制,北翼西部煤层瓦斯含量及瓦斯压力普遍高于东部,且表现出由西向东逐步降低的趋势。受走滑斜移断层控制,断层附近煤层瓦斯含量及瓦斯压力出现局部高值。 相似文献
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《中国煤炭地质》2017,(3)
为厘清平顶山矿区首山一矿戊组煤高瓦斯压力成因,运用瓦斯赋存地质构造控制理论,根据平顶山矿区地质构造特征、矿井实测瓦斯参数、矿区地应力场特征等,分析了矿区瓦斯地质特征、区域地质构造形成与演化对矿区煤层瓦斯赋存与排放的控制作用、戊组煤成煤作用、变质作用及生烃过程,在此基础上重点研究了首山一矿井田地质构造及地层特征、水动力条件对戊组煤层瓦斯压力及含量的影响。认为平顶山矿区东区为高地应力、高瓦斯压力赋存区;位于东区的首山一矿井田的构造特征和由巨厚砂质泥岩、泥岩组成的戊组煤层顶底板岩石条件,弱的水动力条件,以及高水平挤压应力等形成独特的三维封闭型构造组合,是造成首山一矿戊组煤层高瓦斯压力的主要原因。 相似文献
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矿井瓦斯突出的三要素是煤体结构、瓦斯含量和瓦斯压力。煤及煤层气地面勘查阶段可以获取煤体结构描述、煤层（总）气含量、甲烷含量、煤层气自然解吸速率和衰减系数、煤层压力、地应力、煤层渗透率等参数。地面钻孔与煤矿井下测取这些参数的方法和原理虽然存在差异,但这些参数都是煤层原地物性特征的反映,故应该利用地面钻孔的实测数据和资料,广泛收录、整理对预测瓦斯突出有益的信息。建议在地质勘查阶段查明瓦斯突出三要素,将预防瓦斯灾害工作从地质勘查的源头做起。 相似文献
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《中国煤炭地质》2016,(9)
河南省安鹤煤田伦掌井田二_1煤层瓦斯含量高,对其进行研究对下一步煤层气的开发和矿井生产具有重要意义。根据勘探阶段资料,对二_1煤层瓦斯成分及含量的控制因素和变化规律进行了系统研究,结果表明,二_1煤埋藏深,煤层厚,瓦斯含量高,为22 m~3/t左右,瓦斯成分甲烷(CH_4)在95%以上,具有较强的甲烷吸附和储集能力,压力在0.98~2.16 MPa。二_1煤层瓦斯赋存特征主要受煤层埋深、煤厚、地质构造、围岩、顶板岩性以及排放条件等因素的控制。结合邻近生产矿井二_1煤层瓦斯的资料,预测出本区二_1煤层瓦斯突出危险性。通过对二_1煤层瓦斯赋存特征的研究,为瓦斯地质灾害的防范治理、煤层气的有效利用提供依据,降低煤矿瓦斯事故的发生,做到安全文明生产。 相似文献
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钻孔煤层瓦斯压力测试及成果评价 总被引：1，自引：0，他引：1
该文简要介绍了ＫＺＷＹ９１－１０００型钻孔煤层瓦斯压力测定仪的组构及技术特征，测试钻孔应具备的地质条件；阐述了测试方法中应注意的问题；介绍了压力曲线评价标准，分析了影响瓦斯压力的主要地质因素；讨论了矿井和钻孔测试瓦斯压力恢复平衡时间相差较大的原因。 相似文献
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准确获取煤层原位瓦斯压力是防治瓦斯灾害的关键环节,现阶段仍需探寻测量准确、经济投入小、测定周期短的瓦斯压力测定手段。基于深部煤层原位保压取心原理技术,提出了深部煤层原位瓦斯压力计算方法并形成其测定流程,构建了保压空间内瓦斯压力演化数值模型,对比理论与数值模拟结果验证方法的可靠性,进一步探究煤层不同原位瓦斯压力下保压空间内瓦斯压力演化规律。结果表明：保压空间中瓦斯压力示数并非煤层原位瓦斯压力,当保压空间中压力示数为0.3 MPa时,煤层原位瓦斯压力约0.38 MPa;保压空间中瓦斯压力平衡值越大,原位状态游离瓦斯占比越大,平衡后游离瓦斯质量占比也越大;随着保压空间中瓦斯由原位状态向新平衡态转换,游离瓦斯质量占比逐渐增加,吸附态瓦斯质量占比则相应减小;保压空间内瓦斯压力演化规律分为3个阶段,自取心完成后分别经历瓦斯压力快速增加、缓慢增加以及最终平衡阶段;基质内吸附态瓦斯压力缓慢衰减,游离态瓦斯压力快速衰减,保压空间内瓦斯压力先快速增加后趋于稳定最终达到压力平衡;煤心渗透率越大,保压空间中瓦斯压力达到平衡所需时间越短,但其保压空间中瓦斯压力最终平衡压力与煤心渗透率无关。 相似文献
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多煤层开采,在增加矿区煤层资源量提高经济效益的同时,一定程度上也为研究区基础地质工作,特别是瓦斯赋存规律研究增加了难度。受多期地质构造影响,各煤层在空间展布规律、储层物性发育等存在明显差异,造成了瓦斯赋存规律的复杂性。为充分明确垂向煤层瓦斯赋存规律,以黑塘煤矿主采煤层为研究对象,以各主采煤储层物性特征为主要研究内容,基于等温吸附曲线、煤层瓦斯参数及地温测试资料分析,重点研究深度控制下各煤层瓦斯赋存规律并进行差异性分析,结果表明:在取样深度范围内,各煤层瓦斯含量随埋深变化趋势不同,浅部煤层与煤层埋深呈现递减趋势。相较于浅部煤层,深部煤层一定深度范围内,煤层瓦斯含量与埋深关系逐渐趋于正相关。当埋深达到800 m后,瓦斯含量和埋深关系进一步趋于复杂,表明该区域煤层大致以800 m为界存在"应力转折点"。同时,地质构造、水文地质条件及煤变质程度对煤层瓦斯垂向规律差异性的影响作用有限,地温局部异常引起垂向层段地温梯度差异性是研究区瓦斯含量存在"临界深度"的主控因素。 相似文献
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根据矿区大地构造位置、构造演化和区域构造应力场的特点,分析了土城矿构造特征及其对煤层瓦斯的控制作用,发现土城矿处于盘江矿区“三角形弧系”构造应力场作用下的强变形区内,发育的NE向、NW向断裂构造是矿井瓦斯赋存和构造煤发育的控制因素,大中型断层控制着矿井瓦斯赋存与分布,而小型构造是煤与瓦斯突出的控制因素。土城矿井田西部发育的大中型断裂形成了煤层瓦斯运移和逸散的通道,不利于煤层瓦斯的保存,导致该区域煤层瓦斯含量相对低;井田东部的断裂构造不发育,煤层整体上保存较为完整,煤层瓦斯含量整体较高。小型断层附近瓦斯富集、构造煤发育,尤其在断层上盘、断层尖灭端与断层交汇的地段,煤体破坏严重,是煤与瓦斯突出事故易发地段。土城矿瓦斯防治工作应分区域实施,井田西部应关注煤层瓦斯含量随埋深增大而增加的规律并及时防范深部区域可能出现的瓦斯灾害,而井田东部则应在强化对隐伏断层探测基础上优先实施开采保护层和抽采煤层瓦斯等综合治理措施。 相似文献
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分析岔河勘探区龙潭组主要煤层6号煤瓦斯压力的实测结果,及部分钻孔依据煤层瓦斯含量计算的瓦斯压力,得出该主采煤层瓦斯压力均大于煤层突出危险性指标的临界值0.74MPa,说明该区主煤层存在突出危险性。比较实测瓦斯压力与计算结果,认为计算结果偏小的原因与煤层瓦斯含量有关：一是在钻具提升过程中部分瓦斯逃逸,造成煤样解吸测定过程中累计解吸的气体量变小;二是气体损失存在误差;三是解吸化验时间过长,产生泄出现象,导致实测瓦斯含量偏小。 相似文献
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基于云驾岭煤矿瓦斯涌出量异常变化的现象,收集地质勘查及煤矿生产期间揭露的地质构造及瓦斯信息,运用瓦斯地质理论,从煤层瓦斯生成、运移、储存的角度,研究岩浆岩侵入、煤层埋深和断层等地质因素对2号煤层煤质、生烃能力、煤层渗透性、瓦斯含量等参数以及煤层瓦斯赋存的影响。研究结果表明岩浆侵入提高了2号煤层的变质程度、瓦斯储集能力和渗透性,促进了煤层二次生烃,同时岩浆热液产生的高温高压作用使煤层瓦斯大量逸散;岩浆侵入对煤层瓦斯的生成、运移和储存均产生了影响,是煤层瓦斯赋存的主要控制因素,断层特征及分布影响了瓦斯的储存和运移,煤层埋深影响了瓦斯的储存,断层和煤层埋深是煤层瓦斯赋存的一般影响因素。 相似文献
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平煤五矿己15煤层为低瓦斯煤层,下伏己16-17煤层为高瓦斯煤层,相对层间距比例1.0-4。己16-17煤层煤厚3.5m,为主采煤层。为降低己16-17煤层的瓦斯压力,实现安全高效生产,该矿以已15煤层为保护层,采用上保护层开采技术改变具有突出危险的煤层瓦斯赋存状态,降低被保护层的瓦斯压力。基于多孔介质流体流动理论,利用有限元数值模拟技术,模拟平顶山五矿超近上保护层的开挖过程,分析被保护煤层的瓦斯流动过程和煤层瓦斯压力的变化规律,论证保护层开采技术可以改变高突、高瓦斯煤层瓦斯赋存状态的可行性。 相似文献
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煤层瓦斯含量计算方法探讨 总被引：7，自引：0，他引：7
煤层瓦斯含量作为煤层瓦斯摹本参数之一，准确测定有重要意义：目前常用的煤层瓦斯含量计算方法是根据已知的煤层瓦斯压力和实验室测出煤样干燥无灰基的吸附常数计算，需水分、灰分系数校正，在实践中我们采用煤样空气干燥基的langmuir体积和langmuir压力来计算煤层吸附瓦斯含量，获得了更为简化适用的公式。 相似文献
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为了确定顺煤层剪切带的煤与瓦斯突出机理,在对顺煤层剪切带的受力状态进行分析的基础上,应用Mohr-Coulomb理论研究了顺煤层剪切带的形成机制,并探讨了顺煤层剪切带内的煤层变化特征、瓦斯含量和瓦斯压力特征及地应力对煤与瓦斯突出的影响。结果表明:当煤层倾角接近剪切滑动的临界角时,易产生薄煤区,而远离临界角时,煤层厚度增加,煤层厚度剧烈变化部位为应力集中区并具有较高的应力梯度;顺煤层剪切带内的压应力、煤层的面理化结构和煤层厚度的剧烈变化使其在宏观上形成了高瓦斯含量和高瓦斯压力特征,微观上糜棱煤细颈瓶型的孔隙形态为发生煤与瓦斯突出提供了必要的介质条件;在紧闭褶皱区,煤与瓦斯突出类型以突出为主,在宽缓褶皱区和伸展型顺煤层剪切带内,煤与瓦斯突出类型以压出和倾出为主。顺煤层剪切带内的高地应力、高瓦斯压力和发育的构造煤等3个因素是煤与瓦斯突出发生的主要原因。 相似文献