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瓦斯抽采管路漏气原因分析及修复技术研究

瓦斯抽采管路漏气原因分析及修复技术研究

作者：杨朴超西安科技大学

学位级别：硕士

我国煤炭储量巨大位居全球前三,是我国目前主要的消耗型能源,随着煤炭资源的形成也伴随着生成了大量的瓦斯气体。瓦斯的存在是一把双刃剑,可以在达到一定浓度后发生爆炸,威胁煤矿正常生产作业以及人员生命安全,但其也可以作为一种绿色... 详细信息

我国煤炭储量巨大位居全球前三,是我国目前主要的消耗型能源,随着煤炭资源的形成也伴随着生成了大量的瓦斯气体。瓦斯的存在是一把双刃剑,可以在达到一定浓度后发生爆炸,威胁煤矿正常生产作业以及人员生命安全,但其也可以作为一种绿色能源用以回收利用缓解我国能源供给问题。所以瓦斯问题一直是影响我国煤炭企业正常生产作业的重要因素,针对我国大多数煤矿瓦斯抽采效率普遍较低的现象,大多数学者都致力于瓦斯抽采钻孔孔周漏气的相关研究,关于管路方面的漏气研究微乎其微,为了提高矿井瓦斯抽采效率,开展瓦斯抽采管路漏气原因分析及修复技术研究,有着非常重要的意义。本文以瓦斯抽采管路为研究对象,首先找出瓦斯抽采管路易漏气的点,并分析造成其漏气原因,针对原因提出解决问题的方案。其次,选取恰当的法兰垫片,并选取三种不同的金属骨架配合三种不同密度的柔性石墨带材料的垫片进行压缩回弹性能研究,最终为瓦斯抽采管路的法兰连接系统选取了压缩回弹性能最佳的304L-1.2g/m3金属缠绕式垫片;对顺时针法兰螺栓预紧方式以及对角式法兰螺栓预紧方式进行实验分析,并优化其螺栓拧紧方式使得拧紧后的螺栓受力分布情况趋于均匀;对改进以后的法兰连接系统以及未改进的法兰连接系统进行漏气率对比测试来检验上述两种法兰改进方案的效果;选取环氧树脂涂料为基料辅以增塑剂、固化剂及其他助剂研制了一种管道防护涂层材料,采用了单因素试验法确定了各材料组分大致掺量,采用多因素实验法利用Design-Expert 13软件根据中心组合(Box-Benhnken)试验设计了三因素三水平共计17组试验,以抗冲击强度为响应值分析确定出各组分的配比。最后,在上述研究的基础上选取潞安集团常村煤矿2202工作面皮顺和轨顺分别为对比巷道和试验巷道进行现场试验。开展了瓦斯抽采管路漏气修复技术的巷道瓦斯抽采管路瓦斯浓度衰减率较对比巷道瓦斯抽采管路瓦斯浓度衰减率降低了 20%,有效地提升了矿井瓦斯抽采速率。

关键词：瓦斯抽采瓦斯利用抽采管路管路漏气

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基于压力梯度法瓦斯抽采管路检漏分析与维护

昆明冶金高等专科学校学报 2020年第5期36卷 15-19,46页

作者：毛加宁阮锦刘昕王绍留云南能源职业技术学院云南曲靖655001 云南东源镇雄煤业有限公司云南昭通657200 云南省能源安全监测中心云南昆明650041

对长岭煤矿矿井瓦斯抽采系统抽采效率进行估算,基于瓦斯压力梯度法,运用数值模拟手段验证压力梯度法检测管路泄漏的原理,采用现场管路分段负压监测法对矿井瓦斯抽采系统进行检漏分析,并在现场对管路泄漏进行确认与维护。结果表明,采用... 详细信息

对长岭煤矿矿井瓦斯抽采系统抽采效率进行估算,基于瓦斯压力梯度法,运用数值模拟手段验证压力梯度法检测管路泄漏的原理,采用现场管路分段负压监测法对矿井瓦斯抽采系统进行检漏分析,并在现场对管路泄漏进行确认与维护。结果表明,采用压力梯度法对瓦斯抽采管路进行检漏,能够高效精准地解决管路泄漏问题,有效提高长岭煤矿瓦斯抽采效率,对矿井安全与高效生产具有重要意义。

关键词：瓦斯抽采管路压力梯度法管路检漏

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煤矿高负压瓦斯抽采管路自动放水设计及应用

矿业科学技术 2011年第3期39卷 98-99,122页

作者：陆南南刘延俊孙玉峰赵先凯谭翔刘义皖北煤电集团卧龙湖煤矿安徽淮北235100

卧龙湖煤矿属煤与瓦斯突出矿井，煤层瓦斯压力和含量高，施工大量的穿层钻孔在穿透砂岩及火成岩时，岩层裂隙水顺着钻孔进入抽采管路，造成抽采管路积水，导致抽采系统不稳定，影响抽采效果、煤层消突效果及地面瓦斯利用。论述了高负压... 详细信息

卧龙湖煤矿属煤与瓦斯突出矿井，煤层瓦斯压力和含量高，施工大量的穿层钻孔在穿透砂岩及火成岩时，岩层裂隙水顺着钻孔进入抽采管路，造成抽采管路积水，导致抽采系统不稳定，影响抽采效果、煤层消突效果及地面瓦斯利用。论述了高负压瓦斯抽采管路自动放水系统的设计及应用，同时解决了人工放水器放水不及时、材料与人工投入多、劳动强度高、管理难度大及自动放水器成本高、寿命短等问题，为突出矿井瓦斯抽采工程积累了宝贵经验。

关键词：抽采管路自动放水瓦斯负压

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瓦斯抽采管路自动排水系统的研究

山西焦煤科技 2013年第11期37卷 18-20页

作者：杨树军西山煤电集团公司官地矿山西太原030022

分析了官地矿瓦斯抽采系统的现状及存在的问题,根据"管控一体化"的设计思路,利用先进的自动化产品、工业控制组软件,将抽放管路和抽放泵的供电系统,管路中负压,温度、流量、瓦斯、管路排水等所有监测和监控统一在一个平台下,形成一个完... 详细信息

分析了官地矿瓦斯抽采系统的现状及存在的问题,根据"管控一体化"的设计思路,利用先进的自动化产品、工业控制组软件,将抽放管路和抽放泵的供电系统,管路中负压,温度、流量、瓦斯、管路排水等所有监测和监控统一在一个平台下,形成一个完整的有机整体。实现对瓦斯抽采管路中的冷凝积水自动排放,做到无人值守,确保设备安全可靠运行。

关键词：抽采管路自动排水系统研究设计

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瓦斯抽采管路自动放水器的改进应用

中小企业管理与科技 2011年第34期 144-144页

作者：段平平淮南矿业集团顾北矿

顾北煤矿抽采系统的龙门弯、斜巷下口、巷道低洼处以及各打钻施工地点等积水量大,导致抽采系统负压小,抽采泵工作不稳定,抽采效果差等问题,不能实现抽采效果最大化目标。如何通过对抽采管路各积水点进行不间断放水,解决因抽采管路积水... 详细信息

顾北煤矿抽采系统的龙门弯、斜巷下口、巷道低洼处以及各打钻施工地点等积水量大,导致抽采系统负压小,抽采泵工作不稳定,抽采效果差等问题,不能实现抽采效果最大化目标。如何通过对抽采管路各积水点进行不间断放水,解决因抽采管路积水而造成的对正常抽采瓦斯的影响,安装有效、实用自动放水器是解决管路积水的一个重要方法。本文着重研究之前所使用的CWG-FY型负压自动放水器在井下使用中的情况,针对其在实际使用中存在的问题及缺陷,通过不断的改造与创新,使其维护简单、实用有效,从而缓解我矿瓦斯抽采系统所面临的管路积水的困境。

关键词：抽采管路自动放水器

首山一矿采空区地面高效抽采煤系气井优化设计

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煤炭技术 2023年第10期42卷 27-30页

作者：李延河倪小明王保玉赵锦程平顶山天安煤业股份有限公司河南平顶山467000 河南理工大学煤系气资源高效开发利用研究院河南焦作454000 河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454000 河南理工大学资源环境学院河南焦作454000

以平顶山矿区的首山一矿为研究对象,采用地层综合柱状、采动三带分布特征、气测录井和“O”形圈理论相结合的方法,对采空区地面抽采井的井位、层位、井身结构、抽采工艺等进行了优化设计,并对其抽采效果进行了评价。结果表明:由“三开... 详细信息

以平顶山矿区的首山一矿为研究对象,采用地层综合柱状、采动三带分布特征、气测录井和“O”形圈理论相结合的方法,对采空区地面抽采井的井位、层位、井身结构、抽采工艺等进行了优化设计,并对其抽采效果进行了评价。结果表明:由“三开结构”代替传统的“二开结构”,有效防止了含水层水向钻井中的漏渗,保证了产气通道的畅通性;延长了“三开筛管层段”,实现了煤系“多气源”的高效抽采;加大抽采管径并实施分级负压抽采,减小了抽采管路摩阻,提高了抽采效率。截至2022年11月底,气井平均日抽采量、甲烷浓度和累计抽采量分别为7 210 m^(3)/d、69.55%和375万m^(3),日产气量持续保持稳定。优化的首山一矿采空区高效抽采煤系气井关键环节,为类似地质条件矿井采空区地面抽采提供了借鉴和指导。

关键词：采空区地面抽采三开井身结构抽采管路平顶山矿区

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白山坪煤矿瓦斯抽采技术及其系统优化

矿业工程研究 2016年第4期31卷 19-23页

作者：陈立良罗文柯游波湖南黑金时代白山坪矿业有限公司湖南耒阳421800 湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室湖南湘潭411201 湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭4112010

煤与瓦斯突出的危险性随着煤层开采深度的增加而变大,而瓦斯抽采是煤与瓦斯突出有效的防治措施.通过设计大进水口、大容量的新式放水器和集流箱来解决抽采管路的积水问题,稳定了抽采负压,增强了瓦斯抽采效果.利用喷孔诱导控制技术形成... 详细信息

煤与瓦斯突出的危险性随着煤层开采深度的增加而变大,而瓦斯抽采是煤与瓦斯突出有效的防治措施.通过设计大进水口、大容量的新式放水器和集流箱来解决抽采管路的积水问题,稳定了抽采负压,增强了瓦斯抽采效果.利用喷孔诱导控制技术形成喷孔孔洞,采用"孔到位,管到底"的封孔技术,来增强煤层的透气性,提高瓦斯抽采率,降低煤与瓦斯突出危险性,保障矿井的安全生产.

关键词：煤与瓦斯突出抽采管路抽采负压喷孔诱导封孔技术

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小青矿南风井通风系统存在问题及优化对策

铁法科技 2022年第1期 106-109,112页

作者：苏刚小青矿

南风井系统风量目前处于临界状态,主扇负压已超过《通风技术规范》规定值。西三采区目前布置1个采煤工作面、2个掘进工作面,均为采区较近工作面,属于通风容易时期。未来几年需回采的工作面均在采区边缘,属于通风困难时期,现风量无法满... 详细信息

南风井系统风量目前处于临界状态,主扇负压已超过《通风技术规范》规定值。西三采区目前布置1个采煤工作面、2个掘进工作面,均为采区较近工作面,属于通风容易时期。未来几年需回采的工作面均在采区边缘,属于通风困难时期,现风量无法满足生产需要,继续优化通风系统。

关键词：瓦斯抽采斜交钻孔埋管抽采管路

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郑庄煤矿井下瓦斯抽采技术的应用研究

山西化工 2021年第6期41卷 150-152页

作者：刘健沁水县鑫海能源有限责任公司郑庄矿山西沁水048200

为解决工作面瓦斯浓度超标严重威胁工作面安全生产的问题,以郑庄煤矿为例在对其3号煤层工作面瓦斯涌出量预测分析的基础上,得出该工作面开展瓦斯抽采的必要性和迫切性;结合郑庄煤矿实际情况,完成瓦斯抽采方案的总体设计,重点对瓦斯抽采... 详细信息

为解决工作面瓦斯浓度超标严重威胁工作面安全生产的问题,以郑庄煤矿为例在对其3号煤层工作面瓦斯涌出量预测分析的基础上,得出该工作面开展瓦斯抽采的必要性和迫切性;结合郑庄煤矿实际情况,完成瓦斯抽采方案的总体设计,重点对瓦斯抽采时间、钻孔布置及施工、瓦斯抽采管路布置以及抽采泵的选型进行研究,建立了一套瓦斯抽采技术的应用流程,为今后工作面瓦斯抽采技术的应用和保证工作面安全生产奠定基础。

关键词：瓦斯抽采钻孔抽采泵、抽采系统抽采管路