抽採過程中的瓦斯滲流及殘餘瓦斯賦存規律

《抽採過程中的瓦斯滲流及殘餘瓦斯賦存規律》是依託中國礦業大學，由汪吉林擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：抽採過程中的瓦斯滲流及殘餘瓦斯賦存規律
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：汪吉林
• 依託單位：中國礦業大學

項目摘要

抽采後殘餘瓦斯的賦存狀態將重新調整，並仍有突出危險性。本項目以淮南、淮北為研究區，針對抽採過程中的瓦斯滲流和殘餘瓦斯賦存規律的關鍵問題，在瓦斯性質、介質（煤岩）條件、地質環境條件等研究的基礎上，套用室內煤岩變形觀測、孔裂隙測試、滲透性實驗、滲流模擬實驗和數值模擬等方法，通過構造煤的分布規律與預測、抽采後殘餘瓦斯重分布規律等方面的研究，深入探討殘餘瓦斯擴散-滲流的驅動機制、礦井構造與構造煤發育之間的量化關係，揭示殘餘瓦斯突出的主控因素及其相互作用機理，闡明抽采前後煤層瓦斯的運移趨勢，建立殘餘瓦斯突出危險性的預測模型。預期將在巨觀的瓦斯滲流規律與機理、殘餘瓦斯賦存規律及其突出危險性預測等方面取得創新成果，對於提高瓦斯抽采效率和瓦斯突出災害預測與評價具有理論與實際意義。

結題摘要

分析了研究區的地質構造規律和典型構造的發育特徵，綜合斷層分維、構造曲率和煤層傾角等指標，定量評價了礦井構造複雜程度，觀測了不同變形程度構造煤的顯微變形特徵，測試了構造煤的孔隙性、吸附與解吸特性以及彈性參數等物性指標，通過穩定流量法測試了不同變形程度構造煤的滲透率，運用數值方法模擬了井下工作面的瓦斯抽採過程，分析了抽采殘餘瓦斯的賦存特徵及主要影響因素，運用BP人工神經網路模型預測了抽采後殘餘瓦斯的賦存規律，開展了未採區煤與瓦斯突出危險性的預測。通過以上工作，對比討論了不同程度變形煤的孔隙與吸附/解吸特徵的差異性和彈性參數等物性指標的各向異性；揭示了礦井構造複雜程度與構造煤發育程度之間的關係，結合測井曲線預測了構造煤的發育特徵及其空間分布規律；探討了包括構造變形程度、 有效應力、滑脫效應和吸附作用等影響構造煤滲透率變化的主要因素，並計算分析了構造煤滲透率的應力敏感性；闡明了礦井構造、頂底板岩層、埋深、煤厚等因素對抽采後殘餘瓦斯賦存的影響，結合COMSOL Multiphysics軟體模擬探討了抽采條件下的瓦斯運移特徵和運移規律；以煤層滲透性（構造綜合指數）、埋深、煤厚、原始瓦斯含量和煤岩滲透性等因素為輸入指標，通過BP人工神經網路模型預測了抽采後殘餘瓦斯含量；運用有限元法模擬得到了煤層底板的地應力場，綜合地應力、煤體結構破壞程度、煤層瓦斯含量3個指標空間分布狀態的疊加分析，預測了研究區的煤與瓦斯突出危險性。以上研究成果，闡明了礦井構造條件、煤層埋深、煤層厚度和構造煤分布等因素對瓦斯滲流的控制作用，揭示了抽采條件下殘餘瓦斯的分布規律，套用於許疃煤礦、新景煤礦的生產實際，並獲得了良好的瓦斯防治效果。