預(yù)抽條件下軟、硬煤殘余瓦斯含量差異性研究.pdf

1、《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》第四十二條要求,區(qū)域預(yù)測和效果檢驗一般根據(jù)煤層瓦斯參數(shù)結(jié)合瓦斯地質(zhì)分析的方法進行。在現(xiàn)場實踐中常把煤層瓦斯含量作為區(qū)域預(yù)測和效果檢驗指標。然而許多礦井煤層中含有一定厚度的軟煤分層,在對防突措施效果檢驗時會出現(xiàn)硬煤消突而軟煤未消突的現(xiàn)象。防突效果檢驗時瓦斯含量測定布置具有一定的盲目性,抽放鉆孔設(shè)計時也常忽略這點。鑒于此,本文采用實驗室實驗的方法研究軟煤和硬煤微觀孔隙、滲透率的差異及不同吸附壓力下兩者瓦斯含量的差異;

2、在此基礎(chǔ)上,采用理論分析和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法研究抽放條件下軟、硬煤殘余瓦斯含量的差異性。
　　利用壓汞實驗分析了軟煤和硬煤孔徑分布特征,結(jié)果表明軟煤孔隙體積主要分布在孔徑大于100nm段,孔隙體積平均直徑為375.8nm;硬煤孔隙體積主要集中在孔徑大于10000nm段,孔隙體積平均直徑為90812.7nm。煤的孔隙中存在口小腔大形狀的“墨水瓶孔”,此類孔軟煤比硬煤更發(fā)育。低溫氮吸附實驗表明軟煤和硬煤微孔的表面積差異很大,分別為2

3、5.468m2/g、1.285m2/g。對甲烷的等溫吸附實驗表明,軟煤的吸附能力更強,其差異主要集中在1MPa以下,在數(shù)值上表現(xiàn)為軟煤的Langmuri壓力更大。三維滲透實驗表明軟煤和硬煤的滲透率隨圍壓的增加都呈負指數(shù)規(guī)律變化,但硬煤的滲透率遠遠大于軟煤滲透率。
　　通過構(gòu)建的預(yù)抽條件下瓦斯運移方程,結(jié)合軟、硬煤物理參數(shù),利用Comsol軟件對試驗礦井不同抽放條件下殘余瓦斯含量進行了數(shù)值模擬。結(jié)果表明,當(dāng)鉆孔間距大于2m或距軟分層