• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
小庄煤矿低透气性煤层氮气促抽瓦斯技术研究
  • 作者

    陈依琛李可徐传玉

  • 单位

    陕西彬长小庄矿业有限公司

  • 摘要
    针对彬长矿区小庄煤矿低透气性煤层瓦斯抽采难度较大的问题,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,从煤层瓦斯吸附-解析理论出发,揭示了注氮驱替瓦斯的机理。利用COMSOL数值模拟软件,研究了注氮驱替瓦斯的过程,以及不同注氮压力下瓦斯驱替效果。研究结果表明:高压氮气的注入可以降低瓦斯的平衡孔隙压力,从达西定律角度得出氮气的注入使瓦斯横向压力梯度增大,驱使瓦斯朝自由面运移。得出了适用于小庄低透气性煤层的合理抽采孔排距为3 m.数值模拟发现注氮压力为1.2 MPa时驱替效果较好,且不会由于压力过大导致煤层微孔介质破坏。基于此,展开了井下现场试验,注氮驱替瓦斯抽采效果较单抽平均抽采纯量提高了22.6%,确定了氮气驱替瓦斯效果的可行性,为矿井安全高效抽采瓦斯提供理论指导。
  • 关键词

    低透气性注氮驱替瓦斯抽采孔排距瓦斯抽采

  • 文章目录
    1 工程背景
    2 注氮驱替瓦斯机理
    2.1 瓦斯吸附-解吸机理
    2.2 驱替机理
    3 注氮工艺
    4 COMSOL数值模拟分析
    4.1 模型基本假设
    4.2 控制方程
    4.2.1 多孔介质渗流场控制方程
    4.2.2 多孔介质气体扩散方程
    4.3 数值模型运行及效果分析
    5 注氮促抽瓦斯井下试验
    5.1 试验工艺及孔位布置
    5.2 瓦斯抽采效果
    6 结 语
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