综放工作面瓦斯抽采综合治理技术

近些年以来,由于矿井开发程度不断增强、开采深度持续增加,我国煤矿生产过程中多次发生瓦斯事故,严重威胁着工人的生命安全,极大阻碍了煤矿企业的健康发展。此外,矿井煤层中瓦斯的抽放及燃煤锅炉等引发的烟尘污染对大气环境的破坏也相当严重。本文依据分源治理理论,详细阐述了顺层钻孔超前预抽、高位走向钻孔抽采、上隅角瓦斯抽采以及采空区埋管抽采等技术并对以上各项手段的治理效果进行了逐一分析,为有效解决综放工作面瓦斯抽采过程中存在的治理难度大、管理困难等一系列问题提供了一套具有较强针对性的措施方针,力求加快资源节约型和环境友好型现代化能源产业的建设工作。     

煤矿瓦斯利用

1 矿井瓦斯抽放 芙蓉矿务局于1970年建成投产,原设计原煤年生产能力405万t,核定生产能力280万t。矿区含煤地层属二迭系上统宣威组,煤种系无烟煤,煤质属富灰、高硫,为高瓦斯矿井。现已查明可采煤层的瓦斯储量为51.5亿m~3,可抽瓦斯(纯量)7.56亿m~3,见下表。     

煤矿瓦斯综合利用与环境效益

淮北芦岭煤矿年设计生产能力为150万t。该矿是煤与瓦斯突出的高沼气矿井,煤层埋藏深、矿压大、煤质松软、透气性低,给通风、煤尘、防火及瓦斯管理等带来较大困难,特别是瓦斯含量高、压力大,威胁着矿井的安全生产。矿井的瓦斯抽放利用,既是防治矿井瓦斯危害,提高煤炭产量的积极措施,又是改     

李阳煤业综放工作面高抽巷瓦斯防治技术

厚煤层采用综采放顶煤开采工艺时,开采规模大、推进速度快、工作面采空区内顶板垮落不及时、采空区内遗煤多,邻近煤层受开采层采动影响,大量瓦斯运移到工作面采空区和上隅角,严重威胁工作面正常回采。为有效防治工作面瓦斯,采用顶板高抽巷抽采瓦斯,试验表明:高抽巷平均瓦斯抽采纯量21.31m3/min,工作面回风巷最大瓦斯浓度0.48%,上隅角最大瓦斯浓度0.74%,实现了开采层瓦斯的有效防治。     

保护层开采工作面开采期间的瓦斯治理技术

保护层开采是对于煤与瓦斯突出矿井开采煤层群时首选的经济有效的区域性防治突出措施.但开采保护层时既要治理本煤层涌出的瓦斯,还面临着被保护层卸压瓦斯涌入保护层工作面,所以在开采保护层时也存在瓦斯治理的难题.以恩洪煤矿二号井10801保护层工作面为例,介绍保护层工作面开采期间的瓦斯治理技术.     

白龙山煤矿一井煤层瓦斯参数测定及赋存规律研究

为了在突出矿井白龙山煤矿一井中有效、可靠地进行瓦斯综合防治工作,需要准确掌握煤层的瓦斯基础参数。通过现场实测得到C8+1煤层的瓦斯压力、瓦斯含量、煤层透气性系数和钻孔瓦斯衰减系数等参数,实验室测试得到煤的孔隙率、瓦斯吸附常数、工业分析指标、煤的坚固性系数和瓦斯放散初速度等指标,综合评价认为白龙山煤矿一井C8+1煤层属于较难抽放煤层。研究结果为白龙山煤矿一井C8+1煤层的瓦斯抽采设计、防突措施制定和瓦斯综合利用提供依据和基础。     

基于量纲理论的煤层瓦斯压力计算模型的研究

煤层瓦斯压力是矿井瓦斯基本参数之一,它反映了煤层中瓦斯的赋存状态,是判断煤层突出危险性的重要指标,同时也是采取抽放措施的重要参考依据,因此准确地获取煤层瓦斯压力是非常重要的.本文基于瓦斯地质理论,以影响煤层瓦斯压力的地质构造因素为出发点,应用量纲分析方法,建立了煤层瓦斯压力的数学计算模型,并通过实例计算了某矿井煤层的瓦斯压力,从而验证了该计算模型能够较准确地反映实测结果.     

煤矿瓦斯高效抽采及分布式利用关键技术探讨

矿井在开采过程中很容易出现瓦斯方面的问题,这就会让瓦斯的开采比较高效,让整个技术体系能够成为分布式。这种技术在完成实施之后,累积起来的瓦斯纯量就会达到553.43万m~3,平均对瓦斯的抽采率就会达到65.941%,这就能够让瓦斯实现高效开采。本文简析的重点有两个,一个是煤矿瓦斯的高效抽采,另一个是分布式的利用关键,让煤矿中的资源能够高效利用。     

基于分源预测法对白龙山煤矿一井矿井瓦斯涌出量的研究

矿井瓦斯涌出量预测为矿井、采区和工作面通风提供瓦斯涌出方面的基础数据,其预测精度直接决定着矿井的安全生产。在白龙山煤矿一井井田地勘瓦斯资料和地质资料分析的基础上,根据矿井开拓方式、煤层赋存及煤质、煤层瓦斯含量分布规律等条件,运用分源预测法对该矿瓦斯涌出量进行预测,综合分析得出白龙山煤矿一井为高瓦斯矿井。研究结论为白龙山煤矿一井的矿井初步设计、瓦斯抽采设计和瓦斯综合利用提供依据和基础。     

古汉山煤层瓦斯突出防治措施探讨

本文针对河南焦作古汉山煤矿煤层瓦斯突出问题,通过相关工程实践技术的研究,从预抽成孔机理及钻具参数的优化配置的角度,有针对性地提出了该煤矿煤层瓦斯突出防治的具体技术措施,以为提高防治煤层瓦斯突出的工作效率、降低矿山瓦斯突出的危险提供依据.     

基于Keras长短时记忆网络的矿井瓦斯浓度预测研究

瓦斯浓度监测是煤矿瓦斯灾害事故预警的重要的手段,其浓度变化预测对于提升矿山安全生产具有重要意义。针对矿井瓦斯浓度预测问题,建立了一种基于Keras长短时记忆网络的矿井瓦斯浓度预测模型。该模型首先对矿井瓦斯浓度时间序列进行标准化处理,并将处理后的时间序列划分为训练集与测试集;然后通过调用测试集数据进行模型训练,利用提出的基于LSTM网络建立的矿井瓦斯浓度多步预测模型,实现了对矿井瓦斯浓度发展趋势的预测,并利用损失函数计算预测误差大小,评估模型的预测精度;最后以贵州某煤矿掘进工作面为工程背景,利用基于LSTM网络建立的矿井瓦斯浓度多步预测模型,开展了矿井瓦斯浓度预测研究,并通过与ARMA模型、ARIMA模型的预测结果进行对比,验证该模型的预测效果。结果表明:该模型预测结果的均方根误差RMSE值最小仅为2%,且预测步长约为ARMA模型、ARIMA模型的5倍,说明该模型的预测效果好,可为煤矿井下合理规避瓦斯灾害事故提供科学依据。     

贵州煤矿酸性废水“被动处理”技术的新方法探讨

论文在综述国内外有关酸性矿山废水治理的现行技术和方法的基础上,围绕贵州煤矿废水排放的现状及特点,把贵州煤矿废水归纳为两种主要类型,并针对性地提出两种预防和治理矿山酸性排水的方法:对正在开采矿山实行碳酸盐岩充填采空区技术,避免酸性矿山水外排;对废弃矿山排水采取坑口"(有氧/缺氧)垂向折流式反应池"技术,对酸性废水进行有效治理。     

湘中涟源煤盆地煤层气形成气藏的条件及其资源预测

湘中涟源煤盆地早石炭世测水组、晚二叠世龙潭组煤系是中国东南诸省境内最重要的煤系，具有较大的生气、储气能力。本文从煤系的构造热滨化、构造、沉积及煤层理深等方面论述了研究区测水组、龙潭组煤系中煤层气形成气藏的条件，并指出煤层气的开发远景区应该在煤盆地近南缘的诸含煤向斜南西扬起端，其中各主要区域性断裂交汇而成的断块是最重要的靶区。     

Engineering and economic evaluation of gas recovery and utilization technologies at selected US mines

Methane liberated in underground coal mines is a severe safety hazard to miners. It is also a major contributor to the build-up of greenhouse gases in the global atmosphere. This report presents an engineering and economic evaluation of several methane recovery and end-use technologies which can remove, purify, and utilize methane from coal seams. The methane recovery technologies evaluated are widely applicable to US underground mines, and include conventional systems such as vertical extraction wells, gob area wells, horizontal boreholes, and cross-measure boreholes. More advanced and developmental technologies, such as the nitrogen injection process, have also been examined. Methane utilization technologies examined include the use of gas turbines for the generation of on-site power, compression and transport systems needed to sell the gas to a national distributor, and the generation of electrical power for off-site sale. The applicability and performance of each technology were assessed at nine representative coal mine sites, and the economic and emissions reduction performance between existing and alternative recovery operations were examined.     

金属硫化物矿山环境地球化学研究述评

矿业活动对矿山地球化学环境及周围的生态系统带来了巨大的环境影响。金属硫化物矿山开采过程中释放出大量的酸性废水,浸滤出大量的重金属离子,它们和固体废弃物已成为金属矿山采选业的三大环境公害和重要的环境污染源。文章述评了这三种污染源的环境地球化学效应,提出需要进一步加强矿山环境的矿物转化过程中环境地球化学信息的提取和识别,揭示复杂条件下酸性矿山废水中金属的形态、转化过程及其生态效应,建立相应地球化学演化模型,为矿山环境治理提供理论依据。     

垃圾填埋气产生量估算模型简述

目前国内生活垃圾的主要处理方式是卫生填埋,填埋气中甲烷的成分占40%～60%,可作为一种清洁的可再生能源加以利用。利用填埋气首先确定其产生速率和产生量,建立准确预测填埋气产气量、产气周期、产气速率的估算模型非常重要。本文论述计算甲烷气体产生量和产气速率模型(动力学模型、统计学模型与经验模型)的使用条件和优缺点。不同的模型有不同的使用条件,目前使用较多的是经验模型。应用国外成熟模型对北京市填埋场进行填埋气估算,需要调整模型中相关参数,关键参数的确定需要实验数据作支撑。     

渗滤液循环对填埋气体产生量影响的实验研究

以上海市生活垃圾组成为依据,通过填埋模拟柱实验研究了不同渗滤液循环方式对新鲜垃圾填埋层填埋气体(LFG)产生的影响.渗滤液循环方式包括:原液循环、厌氧预处理后循环、好氧预处理后循环、原液与陈垃圾柱出水混合后循环.结果表明,原液循环抑制了甲烷化进程,产气速率小,产气期分散.渗滤液经适当预处理后循环均能改善LFG的各项气量指标,表现为产气速率显著提高、产气期集中(本实验条件下约1a);Qt(实际累积产气量)增加,Q有效 Qt值(甲烷浓度大于50%的填埋气体量与实际累积产气量的比值)大于0 80,Qt Qp值(实际累积产气量与计算总产气量的比值)大于0 4.但渗滤液经不同预处理后循环对LFG各项气量指标的优化效果不同,排序为厌氧预处理后循环>原液与陈垃圾柱出水混合后循环>好氧预处理后循环.优化LFG各项气量指标的关键是:①缩短填埋层进入稳定的甲烷化阶段的时间;②减少垃圾中有机物的场外去除量.而渗滤液的预处理程度和方式对这两个因素有直接影响.     

瓦斯发电站燃气内燃机烟气脱硝方案研究

自2011年国家将氮氧化物总量纳入总量控制指标范围以来,环保主管部门针对煤层气发电项目氮氧化物排放总量政策逐渐收紧,对迅速发展的瓦斯发电项目来说氮氧化物排放浓度和总量的控制得到越来越多的重视.结合近5年来山西省瓦斯发电站实际环评过程中遇到氮氧化物排放浓度控制的问题,针对燃气内燃机高温、低烟尘、低二氧化硫的烟气排放特点,选择四个脱硝工艺方案进行了探讨,对企业制定脱硝方案具有一定的参考价值.     

基于量纲理论的煤层瓦斯压力计算模型的优化

煤层瓦斯压力预测对煤与瓦斯突出和煤层安全开采意义重大。在陈连省等基于量纲分析建立的煤层瓦斯压力计算模型的基础上,通过重新进行量纲分析以及MATLAB数值模拟分析,利用已有的实测数据,针对其所建立的煤层瓦斯压力计算模型进行了重新建模和优化,新模型为整体的一个数学模型,避免了原分段数学模型带来的误差,使得煤层瓦斯压力的预测计算更为准确,可为煤层瓦斯压力的预测提供参考。     

天然气水合物与全球气候变化的关系

天然气水合物是一种广泛地存在于海底沉积物和陆地高纬度永久冻土带中的矿物,含碳量超过全球所有其他来源有机碳的总和。然而天然气水合物在自然界极不稳定,温压条件的微小变化都会引起其分解而释放出甲烷气体。一般情况下,释放出的甲烷大部分可能会被氧化成CO2而溶解在海水中,进入大气中的量不足以对气候产生影响。只有在发生巨变事件的情况下,如海底大规模的沉积物滑塌,才会将大量的甲烷带到海面并释放到大气中,从而对全球气候和环境产生严重的影响。因此,在开发利用天然气水合物之前,必须有超前的防范措施,以防止或尽可能减少天然气水合物对环境造成的不良影响。