通过引进澳大利亚生产的VLD-1000型千米定向钻机,分析余吾煤业煤层的地质条件与瓦斯分布,结合多年的钻孔施工经验,提出了高位裂隙钻孔对高瓦斯矿井进行"采空区抽采"技术,实践证明,该技术不仅能有效解决瓦斯涌出量大及抽采难度高等问题,还能为今后高瓦斯煤层的瓦斯治理提供技术借鉴。

对山西焦煤集团各子分公司利用千米定向钻机进行瓦斯治理的主要布置应用方式进行论述,分析了定向钻机在地质条件复杂、煤层松软的煤层中使用,存在塌孔、喷孔、钻进困难等问题,并提出了相应的对策。

针对目前井下常规钻机能力偏小,瓦斯预抽期较短,矿井掘抽采比例严重失调的现象,采用VLD-1000型和ZDY6000LD型井下千米定向钻机,根据工作面掘进、回采接续和目标区域瓦斯赋存的特点设计、布置钻场钻孔。详细介绍了钻孔施工过程、施工情况及瓦斯抽采效果,千米定向钻进相比于传统常规钻进工艺,定向钻孔的单孔成孔距离、钻孔煤孔比例、瓦斯抽采浓度分别为原穿层钻孔的6.0、2.3、2.0倍,具有瓦斯抽采率高、预抽期延长、钻孔施工适应性强、钻孔覆盖范围大等特点。

为适应高瓦斯矿井瓦斯抽放钻孔高效施工的需要,研制出ZDY6000L(B)定向钻机,该钻机布局紧凑合理、工艺适应性强;液压系统采用负载敏感控制技术,实现2个泵串联开式系统,改善了回转、给进工况和节能性。通过现场试验,钻机施工效率高、功能齐全、操作简单,达到设计要求,能为矿井高效安全开采提供设备保障。

瓦斯抽采对缓解煤矿瓦斯事故有重大意义,封孔质量直接影响瓦斯抽采效果。不同的瓦斯抽放环境,可选择的封孔方法也多种多样,针对不同条件选择适宜的封孔工艺和封孔材料,是保证瓦斯有效抽采的关键。根据钻孔在抽采过程中的变形破坏规律,结合目前煤矿瓦斯抽采封孔方法和材料的应用现状,将现有封孔方法按具体操作方式分为充填式、注浆式、带压式和混合式,详细介绍了不同方法用到的材料和涉及的工艺原理,并对其优缺点和适用条件进行了客观评述,最后展望了封孔材料和方法的未来发展趋势。

comsol 瓦斯抽采封孔模型，模拟封孔效果

在用孔板流量计测量和计算瓦斯抽采量的过程中,发现孔板流量计计算公式繁多;系数数值各不相同;测量和计算出的流量不准确;有些公式没有标明所算出的流量是工况状态下的量还是标准状态下的量,等等许多问题。为此,通过对孔板流量计结构、测量原理、公式来源的分析,找到合理准确的公式,澄清工作中遇到的问题,便于实际应用。

为了推动智能瓦斯抽采技术发展，提高煤矿安全保障能力，从瓦斯抽采全过程少人化或无人化角度，阐述了智能瓦斯抽采的精准感知、自决策、自执行、自适应、自学习等5个方面特征,提出了包含功能和技术2个维度的智能瓦斯抽采体系结构，功能维度上涵盖瓦斯抽采所有环节，技术维度上包含单机智能、机组智能和集成智能3个层次，体现了智能瓦斯抽采技术的发展迭代过程；设计了智能瓦斯抽采总体架构，由感知控制层、传输层、数据层、应用层等4个层面和信息标准、信息安全等2个体系构成；最后，从动态透明瓦斯地质、抽采钻孔智能设计、打钻-增透-封孔机器人、抽采系统智能调控与诊断、抽采达标自动评判等5个方面对智能瓦斯抽采关键支撑技术进行了探讨，分析了关键技术向精准、高效、智能方向发展的趋势，提出了抽采钻孔差异化智能设计和抽采达标多层递进动态评判等解决策略，并给出了谢桥煤矿“三人五台一组”自动钻机集中控制协同作业、霍尔辛赫煤矿抽采管网自动调控、新元煤矿抽采达标在线评判等典型应用案例，为煤矿智能瓦斯抽采技术研究和建设实践提供了有益参考。

煤矿现有抽采管道使用传统瓦斯流量计存在易产生堵塞故障等问题，基于超声波时差法的流量计测量精度高、测量结果重复性好，但不适用于瓦斯抽采管道流量测量，并且需要单独设计超声波驱动电路和信号处理电路，实现难度较大。针对煤矿瓦斯抽采管道的特点，设计了一种基于超声波时差法的管道流量测定仪。在固定的传播距离下，超声波换能器发出的超声波在流体中的传播时间与气体的流速呈函数关系，而流速与管道截面积的乘积即为流量，从而间接得到管道气体流量。该管道流量测定仪以低功耗微处理器STM32F103为核心控制元件，在时间数字转换芯片MAX35104内部通过自动差分飞行时间测量法计算超声波顺逆流传播时间，根据传播时间计算气体流速、瞬时流量和累计流量。测试结果表明，基于超声波时差法的管道流量测定仪的最大绝对误差为0.15m/s，最大重复性误差为0.17%，符合JJG1030—2007《超声流量计检定规程》中2级精度要求，同时也满足MT448—2008《矿用风速传感器》中对超声波式风速传感器基本误差的要求。

根据煤体变形和瓦斯渗流的基本理论,同时考虑温度效应对瓦斯赋存和煤体变形的影响,建立了含瓦斯煤解吸、吸附作用的热流固耦合模型.应用该模型模拟研究了初始温度不同的煤层在瓦斯抽采过程中煤层温度的演化规律及抽采孔周围瓦斯压力和瓦斯含量的变化规律,其结果对于深入理解瓦斯抽采作用机理并采取相应的瓦斯预防和控制措施具有重要的理论和实践意义.