低渗透煤层瓦斯抽放理论与应用研究

在煤矿开采中,瓦斯灾害一直是威胁煤矿安全生产的主要灾害之一。虽然国内外学者在瓦斯治理方面进行了大量艰苦的工作,但收效甚微。目前,本煤层瓦斯预抽放措施仍然被认为是预防瓦斯灾害最有效的方法之一。但是,随着煤层开采深度的增加,煤层透气性随之减小,从而严重影响了煤层瓦斯的抽放率和瓦斯抽放效果。因此,解决低渗透煤层的瓦斯抽放已成为确保煤矿安全生产,提高煤矿生产效率的关键环节。随着社会经济的发展和人类对能源需求的增大,煤层气资源的开发与利用也日益倍受关注。我国的绝大多数煤田均为低渗透煤层,因此开展低渗透煤层的瓦斯抽放研究具有重要的社会价值和经济效益。 本文首先较详细地分析了我国的煤层气的形成条件,基本特征,资源状况和煤层气的开发利用现状,回顾了瓦斯抽放的现状和存在的问题,总结了目前广泛使用的多种瓦斯抽放方法的特点及其适用条件,阐释了瓦斯流动理论以及各种煤层气储层数学模型的研究现状,提出了本煤层水力割缝改造低渗透煤层的基本研究思想和理论,并进行了以下主要的研究工作: 1、以孔隙介质逾渗理论、概率论为基础,提出了孔隙裂隙双重介质的逾渗研究方法。采用数值模拟的方法研究了孔隙裂隙双重介质的逾渗现象及逾渗阈值分布规律,揭示了孔隙裂隙双重介质逾渗的基本特性。