基于瓦斯抽采钻孔的煤层隐伏小构造预测

探明煤层的展布情况和隐伏的地质构造对煤矿的安全生产至关重要。基于大量的瓦斯抽采钻孔的数据,提出了利用瓦斯抽采钻孔预测煤层隐伏构造的方法。通过现场记录钻孔基础数据,运用全角全距法求出钻孔在煤层(顶)底板控制点三维坐标,并建立数据库;利用Surfer数据内插和图形处理功能,绘制煤层顶(底)板三维模型、等值线图和残差图,实现煤层的可视化;根据等值线的疏密异常变化圈出煤层中存在的隐伏构造位置,采用数学地质分析方法判断隐伏构造的类型。通过在古汉山矿1603工作面的试验,证明该方法预测煤层隐伏构造切实可行。     

煤层液态CO_2爆破增透促抽瓦斯技术研究

为增加煤层透气性,提高瓦斯(甲烷)抽采效率,基于损伤力学和空气动力学,研究液态CO2爆破的原理,分析爆破过程中爆破器主管内高压气体的压力时程变化。采用FLAC3D数值软件,建立煤层液态CO2爆破有限差分本构模型,计算不同地应力下单孔爆破有效影响半径,数值模拟多孔连续爆破。模拟结果表明,单孔爆破有效影响半径随着地应力的增加近线性减小;有控制孔时多孔爆破影响范围明显大于无控制孔时。在井下进行液态CO2爆破工业试验。其结果是,爆破后煤层透气性系数提高17.49~22.76倍,平均瓦斯抽采浓度和混合气体流量分别增加56.4%和42.8%。     

露井联采逆倾边坡稳定性数值模拟

为最大限度回收资源,倾斜矿体开发时常采用露天与井工联合开采方式,形成露井联采逆倾边坡,由于受到双重采动效应影响,其变形破坏机理及稳定性问题变得极为复杂,是采矿工程领域研究的难题之一。以平庄西露天矿顶帮边坡为研究对象,同时考虑拉伸和剪切两种破坏判据,应用RFPA强度折减法对露井联采逆倾边坡岩移规律及稳定性进行了数值模拟。通过对比分析单一露天开采和露井联采条件下边坡岩体变形破坏规律、位移演化规律及应力分布特征的差异,揭示了地下开采对露天矿逆倾边坡岩移规律及稳定性的影响和原因。结果表明:单一露天开采时边坡发生滑移型破坏,而露井联采条件下边坡发生滑移-塌陷复合型破坏;受两种采动效应叠加的影响,地下采空区上方岩体以下沉为主,同时上山一侧岩体向露天采空区方向发生明显位移;受地下采动影响时,逆倾边坡稳定性下降,其根本原因是坡体内剪应力的大范围叠加升高,造成上部一定范围的岩体在边坡发生滑移前就遭到破坏,从而加剧了滑坡的发展。     

管带采样机采样全水分偏低的原因分析探讨

通过对乌鲁木齐热电厂管带采样机采样头进行调整、对集样桶进行更换,使得皮带中部采样器所采取的煤样全水分的测定值比未调整之前提高了54%,接近煤样的真实全水分值,有效提高了中部皮带采样机所采取煤样全水分测定值的准确性,降低了煤样的收到基低位热值,为电厂方每年挽回了近千万经济损失,对采用管带机采样进行收到基低位热值的结算的电厂具有较强的指导意义。     

基于层次分析法的瓦斯抽采钻孔施工安全管理分析

为了得到瓦斯抽采钻孔施工过程安全管理的关键因素,通过层次分析法（AHP）建立钻孔施工安全管理的评价模型,通过对人-机-环境三个角度分析得到各因素对于安全管理的权重值,以此来判断因素对瓦斯抽采钻孔施工安全管理的影响程度,并结合案例进行分析提出改进建议。研究结果表明：一级指标中现场环境管理（0.524 7）是影响施工现场安全管理的关键;二级指标中有毒有害气体（0.390 5）、作业前安全检查（0.400 4）、安全防护装置（0.372 9）分别占据最高权重值。     

高瓦斯矿井顺层长钻孔施工工艺改进研究

针对乌东煤矿顺层钻孔施工过程中发生卡钻、顶钻及排渣不畅导致钻孔不能正常施工的情况,通过现场考察及理论分析后可知,造成喷孔和卡钻的主要原因是钻杆使得钻孔孔径变小,从而影响了瓦斯和煤粉颗粒的排出,使得内部压力变大。内外形成了压强差使得瓦斯和粉尘颗粒向外喷出,形成喷孔和卡钻,导致钻孔施工深度浅。通过针对性的改进钻孔施工工艺,使钻孔施工长度显著增加。研究结果对乌东煤矿和其他类似矿井今后的顺层长钻孔施工具有重要的指导作用。     

臭氧气浮／微涡流絮凝分级处理含聚采出水

含聚合物采出水的有效处理和达标回注是解决油田环保风险和生产压力的关键问题。文章通过对长庆油田陇东区域某试验站的采出水水质进行调研和评价,发现处理后的含聚采出水平均悬浮固体含量高达102.5mg/L,无法达到Q/SY CQ 08011—2019《陇东油田采出水处理水质指标及分析方法》中规定的悬浮物≤50mg/L的回注标准。针对上述问题,分析了聚合物分子量及浓度对悬浮物去除的影响,根据聚合物含量提出不同的采出水处理工艺：针对聚合物浓度≥50mg/L的,形成高含聚合物废水的臭氧气浮处理技术,聚合物降解效率≥60％;针对聚合物浓度＜50mg/L的,形成了微涡流絮凝固液分离技术;在最佳搅拌条件和加药量下,处理后聚合物浓度≤10mg/L,悬浮物含量≤25mg/L,可达到 Q/SY CQ 08011—2019的回注标准。研究成果可以为后续开展含聚采出水现场治理提供技术支撑。     

低渗透油田采出水回注标准探讨

我国陆上石油天然气开采行业污染物控制标准仍未发布,石油天然气开发行业建设项目环境影响评价中对采出水回注标准执行情况存在较大的争议.从国内现行的环境保护政策、采出水回注标准、采出水性质、低渗透油藏特性等方面进行剖析后,认为低渗透油藏基于岩心伤害率可接受情况和采出水处理经济技术可行性,制定油区采出水处理的水质标准,是满足油...     

陶瓷膜处理油田采出水用于回注的试验研究

为满足低渗透油田的回注水质要求,采用非对称结构的陶瓷复合超滤膜对大庆油田采出水进行了处理.结果表明,该超滤膜的适宜操作条件为膜面流速5.0~5.5m/s,跨膜压差0.30 MPa,工作温度(37±0.5)℃.超滤对浊度、油和悬浮物的去除率分别达到97%,98%,94%以上,硫酸盐还原菌(SRB)、铁细菌(IB)、腐生菌(TGB)的去除率接近100%.渗透液浊度<1NTU,原油<1mg/L,悬浮物<1mg/L, IB<2CFU/mL,SRB、TGB和粒径中值未检出.挂片试验表明,渗透液对挂片只有轻微的点腐蚀,平均腐蚀率<0.065mm/a.除点腐蚀外,超滤出水达到了油田低渗透层的回注水质A1 级要求.     

西沟煤矿注CO2促抽煤层瓦斯模拟研究

为了提高瓦斯抽采效果,以西沟煤矿5315工作面注气瓦斯抽采方案为工程背景,开展注CO₂促抽煤层瓦斯模拟研究。通过对注CO₂驱替煤层瓦斯机理研究,结合注气瓦斯抽采过程中的气体运移场和煤体变形场的耦合关系,建立了注CO₂促抽瓦斯固气耦合模型;利用COMSOL Multiphysics软件模拟了工作面注气瓦斯抽采,对比分析了注气瓦斯抽采与本煤层顺层钻孔抽采的瓦斯抽采效果,论证了煤层注CO₂促抽煤层瓦斯工艺的可行性与有效性。研究结果表明:在工作面瓦斯抽采90 d后注入CO₂,对瓦斯抽采的促抽效果明显,煤层瓦斯压力降至0.46~0.49 MPa,瓦斯含量降低至4.22 m3/t;在90 d后注入CO₂促抽煤层瓦斯,在瓦斯抽采至第180 d时,抽采效果较钻孔瓦斯抽采明显提高,煤层瓦斯压力降低了7.84%~9.26%,残余瓦斯含量减少了18.63%。通过工程实测可知,5315工作面在注入CO₂促抽煤层瓦斯抽采后的瓦斯压力与瓦斯含量分别降低至0.48 MPa和4.76 m3/t,有效降低了煤与瓦斯突出的危险性。