检索结果-南通市图书馆

基于多场耦合数学模型的机械造穴数值模拟研究

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煤炭技术 2024年第4期43卷 213-219页

作者：熊俊杰杨程涛武腾飞河南能源集团研究总院有限公司郑州450046 河南省低渗突出煤层煤与瓦斯共采工程技术研究中心郑州450046

通过构建机械造穴瓦斯运移应力场、渗流场及裂隙场多场耦合数学模型和几何模型,结合鹤煤九矿煤层参数,利用COMSOL多物理场数值模拟软件,针对不同造穴直径、抽采时间和造穴长度等参数下的瓦斯抽采运移规律开展了数值模拟,结果表明:首先,... 详细信息

通过构建机械造穴瓦斯运移应力场、渗流场及裂隙场多场耦合数学模型和几何模型,结合鹤煤九矿煤层参数,利用COMSOL多物理场数值模拟软件,针对不同造穴直径、抽采时间和造穴长度等参数下的瓦斯抽采运移规律开展了数值模拟,结果表明:首先,机械造穴可增大围岩的塑性区半径、煤层渗透率与孔隙率,扩大瓦斯抽采半径和影响范围,提高了煤层卸压增透效果,使抽采达标时间大幅缩短;其次,实施机械造穴工艺时,增加造穴长度对于增加瓦斯抽采有效影响范围优于增加造穴半径。该研究为煤矿井下现场实施机械造穴技术提供了科学依据。

关键词：瓦斯运移数学模型机械造穴数值模拟抽采半径

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长钻孔抽采条件下顶板瓦斯运移规律及减涌机理研究

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煤炭技术 2024年第2期43卷 131-135页

作者：武腾飞杨程涛熊俊杰河南能源集团研究总院有限公司郑州450046 河南省低渗突出煤层煤与瓦斯共采工程技术研究中心郑州450046

顶板长钻孔瓦斯抽采是实现“以抽代巷”,实现顶邻近层瓦斯抽采,减少开采空间瓦斯涌出量的重要手段。结合顶邻近层瓦斯抽采减少回风顺槽上隅角瓦斯浓度工程实践,研究抽采条件下顶板瓦斯运移规律及其对工作面、回风顺槽瓦斯浓度涌出量减... 详细信息

顶板长钻孔瓦斯抽采是实现“以抽代巷”,实现顶邻近层瓦斯抽采,减少开采空间瓦斯涌出量的重要手段。结合顶邻近层瓦斯抽采减少回风顺槽上隅角瓦斯浓度工程实践,研究抽采条件下顶板瓦斯运移规律及其对工作面、回风顺槽瓦斯浓度涌出量减少作用机理,发现采用斜向高位钻孔群抽采造成的瓦斯压力降低区相互搭接,在回风顺槽顶板上方及左右两侧迅速形成1个沿巷道分布的低瓦斯压力区,该区域有效阻隔顶板瓦斯向回风顺槽的涌出;靠近采空区侧的顶板斜长钻孔对采空区瓦斯流动也有影响,可有效降低上隅角顶板附近瓦斯压力,降低瓦斯涌出量;抽采稳定后,工作面中部偏轨道顺槽一侧,仍会保有较高瓦斯压力区域,在工作面回采过程中应予以关注。

关键词：邻近层瓦斯抽采长钻孔顶板上隅角

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强突出煤层“内保护层”构建理论及工程实践

煤炭科学技术 2023年第12期51卷 267-281页

作者：辛新平杨程涛魏建平刘勇王一彤徐向宇河南能源集团有限公司河南郑州450046 河南能源集团研究总院有限公司河南郑州450046 河南省低渗突出煤层煤与瓦斯共采工程技术研究中心河南郑州450046 河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454000

保护层开采是煤矿瓦斯灾害防治最有效的技术手段,适用于有保护层可采的多煤层(群)等。对于无保护层可采的强突出单一煤层,随着采深加大、开采强度增加、构造更加复杂等多重因素叠加影响,应力与瓦斯耦合型灾害成为主导。为消除煤与瓦斯... 详细信息

保护层开采是煤矿瓦斯灾害防治最有效的技术手段,适用于有保护层可采的多煤层(群)等。对于无保护层可采的强突出单一煤层,随着采深加大、开采强度增加、构造更加复杂等多重因素叠加影响,应力与瓦斯耦合型灾害成为主导。为消除煤与瓦斯突出危险,目前采取的诸如机械扩孔、水力冲孔、水射流割缝和水力压裂等措施均能较好地提高抽采效果,但未能实现均匀卸压、均匀增透和消除应力异常,存在一定的消突局限性。如何实现瓦斯高效抽采和高效消突是长期遏制该类煤层安全高效开采的主要技术瓶颈。研究结合河南能源集团所属突出矿井“零距离保护层”分层开采、穿层钻孔卸压增透强化抽采消突的工程实践,通过优化穿层钻孔设计、合理选择卸压措施和精准计量掏出煤量,强化卸压消突效果考察,实现大区域连片均匀卸压,形成了在煤层内构建类似保护层的消突途径,提出了“构建内保护层技术”,实现了强力均匀卸压、高效抽采,实现煤层快速消突。总结以河南能源焦煤公司为代表的突出矿井瓦斯治理技术发展历史及经验,开展单一厚煤层“构建内保护层技术”研究,阐释了“构建内保护层”消突的科学内涵、消突机理构建方法,开发了内保护层消突效果评价技术,构建了强突出单一煤层内保护层消突技术体系并制定了相关企业标准。提出强突出单一煤层主动构建内保护层的消突理念,创新了保护层开采的内涵和外延,为强突出单一煤层高效消突提供了较完善的技术体系和较为坚实的理论基础及技术手段。

关键词：内保护层强突煤层消突技术消突评价抽采效果

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煤矿井下机械造穴卸压增透装置研究与应用

煤炭技术 2023年第2期42卷 163-166页

作者：柴锡军熊俊杰杨程涛河南能源化工集团研究总院有限公司郑州450046 河南省低渗突出煤层煤与瓦斯共采工程技术研究中心郑州450046

为解决现有增透技术的局限性,研发一种新型机械造穴卸压增透装置,集打钻、造穴于一体,操作使用方便快捷,适用于各种硬度的煤层。通过对装置机构模型进行受力分析,得到驱动水压与刀臂展开角之间的关系。经过煤矿井下现场试验后,结果表明... 详细信息

为解决现有增透技术的局限性,研发一种新型机械造穴卸压增透装置,集打钻、造穴于一体,操作使用方便快捷,适用于各种硬度的煤层。通过对装置机构模型进行受力分析,得到驱动水压与刀臂展开角之间的关系。经过煤矿井下现场试验后,结果表明:机械造穴后钻孔瓦斯抽采浓度是普通水力冲孔钻孔瓦斯浓度的2.1倍,机械造穴钻孔平均瓦斯抽采浓度最高是普通水冲孔钻孔的2.4倍。实践应用表明,机械造穴措施使煤层卸压更充分,极大地增加了煤层的透气性,有效提高了煤层瓦斯抽采浓度,可以更好地消除煤层的突出危险性。

关键词：机械造穴动力学分析现场试验卸压增透瓦斯抽采

基于钻进参数的钻孔煤岩界面识别系统开发及应用

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煤炭技术 2023年第12期42卷 182-185页

作者：杨程涛刘伟武腾飞熊俊杰河南能源化工集团研究总院有限公司郑州450046 河南省低渗突出煤层煤与瓦斯共采工程技术研究中心郑州450046 鹤壁煤电股份有限公司河南鹤壁458006

瓦斯抽采钻孔施工是落实区域防治煤与瓦斯突出措施的关键一步,目前,底抽巷穿层钻孔施工多采用普通液压钻机,而在钻进过程中无法知道钻孔轨迹和钻头层位,主要依靠人的专业知识和一些外界信息来分析判断钻孔是否到达设计层位,这种方法受... 详细信息

瓦斯抽采钻孔施工是落实区域防治煤与瓦斯突出措施的关键一步,目前,底抽巷穿层钻孔施工多采用普通液压钻机,而在钻进过程中无法知道钻孔轨迹和钻头层位,主要依靠人的专业知识和一些外界信息来分析判断钻孔是否到达设计层位,这种方法受工人经验积累程度,信息滞后、干扰因素多的影响,判断结果往往具有一定偏差、延迟和误差。通过采集钻机的钻进参数,开发了适用于煤矿井下瓦斯抽采钻机的钻孔煤岩识别系统,为底抽巷穿层钻孔层位的判定提供科学依据和指导,改善了现有人工识别的不准确、不及时情况,避免了见煤后进尺过多和过煤的现象,提高了钻孔施工的经济性。

关键词：钻进参数煤岩界面识别智能化瓦斯抽采

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钻孔瓦斯动态涌出规律的实验研究

煤炭学报 2011年第11期36卷 1874-1878页

作者：韩颖张飞燕余伟凡杨程涛蒋承林河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454000 河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454000 河南煤业化工集团瓦斯研究院河南郑州450046 中国矿业大学煤矿瓦斯治理国家工程研究中心江苏徐州221008

为深入探讨钻孔瓦斯动态涌出规律,设计了煤层模拟装置及钻进过程中钻孔瓦斯涌出速度测定装置,依照均匀设计方法确定了实验方案,运用动态测试技术进行了钻孔瓦斯涌出速度模拟测试。研究表明,动态测试技术可成功捕捉钻孔瓦斯涌出初始时刻... 详细信息

为深入探讨钻孔瓦斯动态涌出规律,设计了煤层模拟装置及钻进过程中钻孔瓦斯涌出速度测定装置,依照均匀设计方法确定了实验方案,运用动态测试技术进行了钻孔瓦斯涌出速度模拟测试。研究表明,动态测试技术可成功捕捉钻孔瓦斯涌出初始时刻的最大速度变化率,其出现在测试过程的前5 s,并且随煤层吸附瓦斯压力的增大而增大,该变化趋势反映了煤层突出危险程度的变化规律。

关键词：钻孔瓦斯涌出初速度动态测试技术低指标突出

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煤层水力冲孔喷嘴的设计研究

煤矿机械 2022年第11期43卷 15-17页

作者：柴锡军杨程涛熊俊杰河南能源化工集团研究总院有限公司郑州450046 河南省低渗突出煤层煤与瓦斯共采工程技术研究中心郑州450046

冲孔器是煤层水力冲孔的关键设备,为提高冲孔效果和效率,设计了一种结构简单、安装使用方便的水射流喷嘴。通过理论分析和计算推导,得到喷嘴直径、效率以及作用力的计算公式,并利用数值模拟软件分析了喷嘴收缩角、长径比对喷射效果的影... 详细信息

冲孔器是煤层水力冲孔的关键设备,为提高冲孔效果和效率,设计了一种结构简单、安装使用方便的水射流喷嘴。通过理论分析和计算推导,得到喷嘴直径、效率以及作用力的计算公式,并利用数值模拟软件分析了喷嘴收缩角、长径比对喷射效果的影响。结果表明:喷嘴直径是影响水力冲孔效果的关键因素;并且当收缩角取10°~15°、长径比取2~3时,水力冲孔效果最好,效率最高。

关键词：水射流理论计算喷嘴直径收缩角长径比

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中马村矿二_1煤的煤层气地质学特征研究

煤矿安全 2017年第9期48卷 13-16页

作者：杨程涛李冰河南能源化工集团研究院有限公司河南郑州450046 河南工程学院河南郑州451191

在成煤作用中后期,含煤岩系经历了多期构造运动,煤岩体发生不同程度的破坏变形,导致煤层的含气性、渗透性及物理力学性质产生差异,直接影响煤层气开发工艺的选择和瓦斯抽采技术的实施。通过分析矿井煤田勘探和实际生产资料,结合实验室... 详细信息

在成煤作用中后期,含煤岩系经历了多期构造运动,煤岩体发生不同程度的破坏变形,导致煤层的含气性、渗透性及物理力学性质产生差异,直接影响煤层气开发工艺的选择和瓦斯抽采技术的实施。通过分析矿井煤田勘探和实际生产资料,结合实验室测试和井下踏勘,探讨了中马村矿二_1煤的煤层气地质学特征。结果表明:储层具有赋存稳定,厚度较大,含气量高,渗透性差,煤体结构软硬互层,异常高压储层分布范围广的特征,现今煤层气的含气量及其分布特征,受控于地质演化时期的生烃演化及构造和封闭条件。煤层的埋藏史经历了5个阶段,新近纪至今的沉降使得理论含气量有所增加,有利于煤层气的富集。煤层气含气量受断层控制明显,压扭性断层及封闭性断层附近具有高的含量,并且这些区域也是煤与瓦斯突出频发地区;开放性断层附近含量较低;煤层的直接顶板岩性为泥岩和砂质泥(页)岩,为煤层气的保存提供了有利条件。

关键词：煤层气地质学特征瓦斯治理渗透特性瓦斯吸附

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煤矿瓦斯爆炸应急救援力量需求计算模型

中国煤炭 2016年第7期42卷 86-88,104页

作者：张军波杨程涛河南理工大学安全科学与工程学院河南省焦作市454003 河南能源化工集团研究院有限公司河南省郑州市450046

针对目前煤矿瓦斯爆炸应急救援缺乏救援力量需求计算方法的情况,对应急救援力量需求影响因素进行分析,建立了救援力量需求计算模型,并将影响因素进行量化,给出模型中各参数的取值范围。在此基础上,以山西省焦煤集团屯兰矿瓦斯爆炸事故为... 详细信息

针对目前煤矿瓦斯爆炸应急救援缺乏救援力量需求计算方法的情况,对应急救援力量需求影响因素进行分析,建立了救援力量需求计算模型,并将影响因素进行量化,给出模型中各参数的取值范围。在此基础上,以山西省焦煤集团屯兰矿瓦斯爆炸事故为例,对应急救援时所需救援队伍数量进行计算。

关键词：瓦斯爆炸应急救援力量需求量化模型