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矿井瓦斯综合防治技术

发布时间:2021年06月10日 09:32点击:

成果介绍:

针对复杂开采和地质条件下的矿井瓦斯防治技术开展了系统研究,形成了以瓦斯含量快速测定、注水压裂驱替、强化增透抽采、三维定向抽放、瓦斯-火耦合灾害协同防治、煤岩复合动力灾害防治等为核心的矿井瓦斯防治技术体系。

技术创新点:

(1)通过进行煤与瓦斯突出的数值及物理模拟,构建了煤与瓦斯突出能量条件和突出强度预测模型,揭示了瓦斯含量预测突出的基础理论及其作用机制;得出了煤层瓦斯含量各影响因素的主次关系及最佳取样工艺,构建了测算瓦斯“损失量”的指数模型,开发了煤层瓦斯含量直接测定系统软件,提出了取碎屑状煤芯快速测定煤层瓦斯含量的方法;

(2)揭示了煤体注水“损伤-渗流-驱气”的动力学特征。研发了深部煤体水压致裂增透-润湿动态实验系统,实现了加载控制装置边界效应的消除、各向异性渗流全密封和渗流性能的动态检测;分析了实验围压和孔隙水压对煤体结构损伤和渗流特性的影响规律,基于分形几何理论构建了渗透率的分形模型,建立了含瓦斯煤层注水的非线性渗流动力学模型,揭示了煤体注水驱气动力学特性。

(3)研发了一体化深孔负压取碎屑煤样技术及装备、气水煤分离装置等系列工艺及装备,建立了以瓦斯含量测试为主的突出危险性区域预测技术,进行了工程应用并扩展至保护层效果考察中。

(4)提出了工作面瓦斯与火预警技术及应急管理体系及大面积采空区瓦斯与自然发火灾害动态监测技术;形成了包含采空区动态隔离技术、高位钻孔瓦斯抽放与防灭火一体化技术等的深部综放工作面瓦斯与火灾害协同防控技术,并成功进行了工程应用。

应用场景:

应用于复杂条件下矿井瓦斯灾害的高效防治,对于深部开采矿井、瓦斯-火耦合灾害威胁矿井、煤岩复合动力灾害威胁矿井的瓦斯高效治理具有重要的指导和工程实践意义。

市场前景分析:

本成果技术体系完善,能够适用于不同煤层赋存和开采条件下瓦斯灾害防治的需求,现场应用效果好,工艺成熟,具有广阔的应用和推广空间,市场需求巨大。

附图片:

瓦斯含量测定系统 一体化深孔取样钻车及现场应用