PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

High drilling methane drainage in fracturing zones formed by water injection into boreholes

Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Odprowadzania metanu metodą odwiertów dokonywanych w strefie szczelin powstałych wskutek wprowadzania wody do otworów
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
Methane drainage method should be used before coal mining of many modern collieries because venti lation air methane is in sufficient to keep methane level within regulation values. The technology of high drilling methane drainage (HDMD) has been used for methane drainage although its effect is not very stable due to parameter design. The height of the fracturing zones is determined mostly according to empirical formula, on-site observation and numerical simulation analysis. In this paper, a method was introduced for determining the height of the air f ract uring zones (AFZs) based on its high similarity to the characteristics of Fracturing zones and the relationship between the height of Fracturing zones and the strain of overl ying rock strata. The application of water injection in both Shuangdingshan and Dongrong collieries found that the theoretically calculated the height of the Fracturing zones was approximately equal to the measured one in field tests within a permissible error of less than 5%, proving that the method is feasible. Based on the designed drainage parameters, the u tilization of HDMD technology in the collieries mentioned above found that the methane concentrations in both tail gate and upper corner were controlled in the ranges of 0.17% to 0.32% and 0.26% to 0.84%, respectively. These results showed that the water injection verified HDMD in Fracturing zones could effectively solve the problem of metha ne overrun and also verified the accuracy and reliability of its related theory.
PL
Przed rozpoczęciem wydobycia węgla w wielu obecnie eksploatowanych kopalniach wskazane jest odprowadzenie metanu, ponieważ stosowane systemy wentylacji powietrza są niewystarczające aby utrzymać stężenia metanu na dopuszczalnym poziomie. Technologia odprowadzania metanu metodą odwiertów prowadzonych na różnej wysokości (HDMD) wykorzystywana jest w tym celu, choć jej wyniki nie zawsze są stabilne ze względu na konieczność doboru parametrów obliczeniowych. Wysokość strefy szczelinowania określa się zazwyczaj empirycznie, na podstawie obserwacji w terenie oraz drogą symulacji numerycznych. W pracy tej określono wysokość strefy wykonania szczelin w oparciu o podobieństwo do charakterystyk Strefy szczelinowania oraz o analizę odkształceń warstw nadkładu. Zastosowano wtrysk wody w kopalniach Shuangdingshan i Dongrong i stwierdzono, że teoretycznie obliczona wysokość stref szczelinowania była w przybliżeniu równa wysokości zmierzonej empirycznie w trakcie badań terenowych, z dopuszczalnym poziomem błędu poniżej 5%, co wskazuje na możliwość zastosowania metody. W oparciu o parametry obliczeniowe stwierdzono, że zastosowanie metody HDMD w wyżej wymienionych kopalniach spowodowało, że stężenia metanu rejestrowane w chodniku nadścianowym i górnych narożach utrzymywały się odpowiednio na poziomie 0.17%, 0.32% i 0.26%-0.84%. Wyniki te pokazują, że wtrysk wody w strefie szczelin pomaga skutecznie rozwiązać problem obecności zbyt wysokich ilości metanu, ponadto potwierdza dokładność i wiarygodność teorii na której metoda jest oparta.
Rocznik
Strony
137--156
Opis fizyczny
Bibliogr. 26 poz., rys., tab., wykr.
Twórcy
autor
  • State Key Laboratory of Coal Mine Disaster Dynamics and Control, Chongqing University, Chongqing, 400030
  • Shandong University of Science and Technology, College of Mining and Safety Engineering, Shandong Qingdao, 266590
  • China Coal Technology Engineering Group Chongqing Research Institute, Chongqing, 400037
autor
  • Shandong University of Science and Technology, College of Mining and Safety Engineering, Shandong Qingdao, 266590
autor
  • Shandong University of Science and Technology, College of Mining and Safety Engineering, Shandong Qingdao, 266590
autor
  • Shandong University of Science and Technology, College of Mining and Safety Engineering, Shandong Qingdao, 266590
autor
  • Shandong University of Science and Technology, College of Mining and Safety Engineering, Shandong Qingdao, 266590
Bibliografia
  • [1] Abbas M., Ferri P.H., Mehdi Y.N., 2012. Prediction of the height of destressed zone above the mined panel roof in longwall coal mining. International Journal of Coal Geology, 98(1), 62-72.
  • [2] Castro R., Trueman R., Halim A., 2007. A study of isolated draw zones in block caving mines by means of a large 3D physical model. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, 44(6), 860-870.
  • [3] Chen J.H., Wang T., Zhou Y. et al., 2012. Failure modes of the surface venthole casing during longwall coal extraction: A case study. International Journal of Coal Geology, 90-91(1), 135-148.
  • [4] Cheng J.Y., Feng L.W., Ji Y.L. et al., 2015. A comprehensive methodology for predicting shield support hazards for a U.S. coal mine. DYNA, 90(4), 442-450.
  • [5] Dai H.Y., Lian X.G., Liu J.Y. et al., 2010. Model study of deformation induced by fully mechanized caving below a thick loess layer. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, 47(6), 1027-1033.
  • [6] Flores R.M., 1998. Coalbed methane: from hazard to resource. International Journal of Coal Geology, 35(1-4), 3-26.
  • [7] Frank H., Ting R., Naj A., 2013. Evolution and application of in-seam drilling for gas drainage. International Journal of Mining Science and Technology, 23(4), 543-553.
  • [8] Gjetvaj G., Tadić M., 2014. The effect of water hammer on pressure increases in pipelines protected by an air vessel. Tehnički vjesnik, 21(3), 479-484.
  • [9] Li B., Wei J., Li P., et al., 2014. Nonlinear motion law of coalbed gas seepage under the combined effects of stress and temperature. Journal of Power Technologies, 94(2): 106-113.
  • [10] Liu L.C., Yuan P., Wang H.F., 2009. Principle and engineering application of pressure relief gas drainage in low permeability outburst coal seam. Mining Science and Technology, 19(3), 342-345.
  • [11] Liu Y.W., Liu M.J., Wei J.P., 2011. Regional outburst-prevention technique by gas pre-drainage based on large diameter boreholes along coal seams under deep mining. Procedia Engineering, 26(1), 623-629.
  • [12] Lu T.K., Yu H., Zhou, T.Y. et al., 2009. Improvement of methane drainage in high gassy coal seam using water jet technique. Inter national Journal of Coal Geology, 79(1-2), 40-48.
  • [13] Miao X.X., Cui X.M., Wang J.A., 2011. The height of fractured water-conducting zone in undermined rock strata. Engineering Geology, 120(1-4), 32-39.
  • [14] Noack K., 1998. Control of gas emissions in underground coal mines. International Journal of Coal Geology, 35(1-4), 57-82.
  • [15] Peng S.J., Xu J., Yin G.Z. et al., 2012. Spatial-temporal evolution of gas migration pathways in coal during shear loading. International Journal of Mining Science and Technology, 22(6), 769-773.
  • [16] Perez C.T., Becerra J.M.C., de Dios G.J.J., 2013. An efficient methodology for generating virtual environments in railway driving simulators. DYNA, 2013, 88(4), 433-443.
  • [17] Ren W.Z., Guo C.M., Peng Z.Q. et al ., 2010. Model experimental research on deformation and subsidence characteristics of ground and wall rock due to mining under thick overlying terrane. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 47(4), 614-624.
  • [18] Sang S.X., Xu H.J., Fang L.C. et al., 2010. Stress relief coalbed methane drainage by surface vertical wells in China. International Journal of Coal Geology, 82(3-4), 196-203.
  • [19] Singh M.M., Kendorski F.S., 1983. Strata disturbance prediction for mining beneath surface water and waste impoundments. Proc. 1st Conference on Ground Control in Mining, Uni. West Virginia, 20(1), 76-89.
  • [20] Tokhmchi B., Memarian H., Rezaee, M., 2010. Estimation of the fracture density in fracture zones using petrophysical logs. Journal of Petroleum Science and Engineering, 72(1-2), 206-213.
  • [21] Wang G., Sun L.L., Qu H.Y., 2014. Numerical simulation on the partition of gas-rich region in overlying strata. Journal of Engineering Science and Technology Review, 7(1), 154-158.
  • [22] Wang H.F., Cheng Y.P., Wang L., 2012. Regional gas drainage techniques in Chinese coal mines. International Journal of Mining Science and Technology, 22(6), 873-878.
  • [23] Xu Z.M., Sun Y.J., Dong Q.H. et al., 2010. Predicting the height of water-flow fracture zone during coal mining under the Xiaolangdi reservoir. Mining Science and Technology, 20(3), 434-438.
  • [24] Zhai C., Yu X., Ni G.H., 2013. Microscopic properties and sealing performance of new gas drainage drilling sealing material. International Journal of Mining Science and Technology, 23(4), 475-480.
  • [25] Zhang M.H., Wu S.Y., Wang Y.W., 2012. Research and application of drainage parameters for gas accumulation zone in overlying strata of goaf area. Safety Science, 50(4), 778-782.
  • [26] Zhang S.T., Liu Y., 2012. A simple and efficient way to detect the mining induced water-conducting fracture zone in overlying strata. Energy Procedia, 16(1), 70-75.
Uwagi
PL
Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-a9b56067-0145-4790-bf41-eb596f733c19
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.