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煤炭工程 2022年第S1期54卷 62-66页

作者：杨腾龙孟瑞国能神东煤炭集团有限责任公司锦界煤矿陕西神木719315 国能神东煤炭集团有限责任公司上湾煤矿内蒙古鄂尔多斯017209

为研究下向钻孔水力冲孔技术措施对松软低透煤层的卸压增透效果,以不同冲孔工况参数下的冲出煤量和有效影响半径为考察指标,通过理论分析和现场试验,探索得到下向钻孔水力冲孔现场施工的合理布孔方案设计。结果表明:下向钻孔水力冲孔单... 详细信息

为研究下向钻孔水力冲孔技术措施对松软低透煤层的卸压增透效果,以不同冲孔工况参数下的冲出煤量和有效影响半径为考察指标,通过理论分析和现场试验,探索得到下向钻孔水力冲孔现场施工的合理布孔方案设计。结果表明:下向钻孔水力冲孔单位长度出煤量随时间增长呈现先增大后稳定的趋势,在30min之前出煤较快,而后增速放缓直至基本趋于稳定;随冲孔压力、钻孔倾角的增大,单孔冲出煤量和有效影响半径随之增加,但增长幅度有所减小;在23MPa水压条件下实施水力冲孔后,抽采3个月的下向孔平均有效影响半径为3m;以水力冲孔有效影响半径、冲孔后抽采3个月作为钻孔参数设计的依据,确定下向孔布孔密度4m×4m较为合理。

关键词：下向钻孔水力冲孔冲出煤量影响半径

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桂箐煤矿水力冲孔卸煤量对增透效果的影响研究

桂箐煤矿水力冲孔卸煤量对增透效果的影响研究

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作者：程小庆河南理工大学

学位级别：硕士

本文针对桂箐煤矿煤质松软、透气性低、水力冲孔扩煤量、布孔参数选择不合理的问题,通过现场测试、理论分析、数值模拟和跟踪考察相结合的方法展开研究。结合煤层宏观特征、微观结构及扩散实验对M9煤层的突出危险性进行分析;阐述水力冲... 详细信息

本文针对桂箐煤矿煤质松软、透气性低、水力冲孔扩煤量、布孔参数选择不合理的问题,通过现场测试、理论分析、数值模拟和跟踪考察相结合的方法展开研究。结合煤层宏观特征、微观结构及扩散实验对M9煤层的突出危险性进行分析;阐述水力冲孔作用机理并对冲孔后钻孔周围应力重新分布状态进行分析,为此得到卸压区半径和塑性区半径与孔洞半径大小关系;在考虑克林伯格效应条件下,以瓦斯渗流、渗透率变化等方程为基础,建立煤体瓦斯流动的流固耦合模型,对水力冲孔不同冲出煤量卸压增透效果进行研究;通过现场应用与效果考察,验证了数学模型的可靠性。论文主要取得了以下研究成果:(1)得出钻孔周围塑性区和卸压区半径与等效孔洞大小关系,可知增大等效孔洞,即增大扩煤量,可以增大卸压区和塑性区半径,提高钻孔周围煤层透气性,缩短预抽瓦斯时间。(2)考虑低压条件下边界层分子扩散克林伯格效应的情况,结合瓦斯渗流场方程、渗透率变化方程和煤岩体的变形控制方程,建立了煤体瓦斯流动的流固耦合模型。(3)采用Comsol Multiphysics数值模拟软件模拟了钻孔周围应力变化及单孔冲出煤量为0.5t/m、1t/m、1.5t/m时不同抽采时间下的抽采有效影响半径,研究了钻孔周边煤体卸压增透规律,得到了抽采有效影响半径与单孔每米扩煤量符合幂函数关系式r(28)Am;确定桂箐煤矿穿层钻孔水力冲孔冲出煤量1t/m为宜,布孔排间距5m,孔底间距5m,抽采时间3个月。(4)根据冲出煤量对水力冲孔增透效果影响的数值模拟结果,在桂箐煤矿和其赋存条件相似的罗卜安煤矿进行了水力冲孔措施的应用与效果考察,残存瓦斯含量达到消突有效性指标,抽采率分别由12.2%、9.62%提高到53.5%、57%,其中罗卜安煤矿平均月掘进速度由原来的10-15m提高到46m,增加了2.1-3.6倍,验证了数学模型的可靠性。

关键词：松软低透煤层水力冲孔冲出煤量数值模拟抽采有效影响半径

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底抽巷可移动自卸式水力冲孔冲出煤量计量装置设计与应用

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能源与环保 2019年第1期41卷 104-108页

作者：段守德李迎旭平顶山天安煤业股份有限公司十三矿河南平顶山467000 平顶山天安煤业股份有限公司八矿河南平顶山467000

为准确计量水力冲孔冲出煤量,八矿组织设计了水力冲孔冲出煤量计量装置,并在己15-15060运输巷底抽巷进行了试验。通过现场实验,发现初步设计的水力冲孔量煤装置存在煤渣拦截效率低、煤渣损失大、不易准确测量、巷道易积水等问题,对现有... 详细信息

为准确计量水力冲孔冲出煤量,八矿组织设计了水力冲孔冲出煤量计量装置,并在己15-15060运输巷底抽巷进行了试验。通过现场实验,发现初步设计的水力冲孔量煤装置存在煤渣拦截效率低、煤渣损失大、不易准确测量、巷道易积水等问题,对现有设备进行改进并重新设计,解决了水力冲孔量煤装置的准确性、适应性等问题,及减少作业现场积水,潮湿等现象。设备研制为水力冲孔效果评估及水力冲孔参数的优化提供重要参数。

关键词：水力冲孔冲出煤量量煤装置装置设计装置应用

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长平煤矿顺层钻孔水力冲孔影响范围渐变规律研究

长平煤矿顺层钻孔水力冲孔影响范围渐变规律研究

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作者：何浩宇河南理工大学

学位级别：硕士

本文针对晋煤集团长平煤矿3号主采煤层在采用水力化措施强化抽采时,未确定抽采的影响范围,导致缺乏优化合理的钻孔布置设计参数的技术难题,开展“长平煤矿顺层钻孔水力冲孔影响范围渐变规律”研究。本文主要研究了以下几个方面的内容:首... 详细信息

本文针对晋煤集团长平煤矿3号主采煤层在采用水力化措施强化抽采时,未确定抽采的影响范围,导致缺乏优化合理的钻孔布置设计参数的技术难题,开展“长平煤矿顺层钻孔水力冲孔影响范围渐变规律”研究。本文主要研究了以下几个方面的内容:首先,借助COMSOL Multiphysics模拟软件,建立煤层瓦斯运移流固耦合数学模型。模拟出在不同冲出煤量情况下,水力冲孔有效影响半径变化规律,据此得出合理冲出煤量。并在冲出煤量确定的前提下,模拟分析得到水力冲孔影响范围渐变规律。其次,现场实测实施水力冲孔措施后的钻孔及周边考察钻孔的瓦斯浓度及流量,拟合分析得出随瓦斯抽采时间变化而改变的水力冲孔影响范围渐变规律,结合模拟分析结果,确定了合理的影响半径,并据此优化设计了水力冲孔措施钻孔布置设计的钻孔间距等技术参数。再次,通过数学计算的方式得出破煤压力、冲孔水压等参数的理论值,并进行水力冲孔现场试验,通过现场试验结合数值模拟的方式最终确定冲孔的合理技术参数。最后,基于流量法,进行水力冲孔钻孔影响半径现场试验。得出:水力冲孔措施实施3个月后的抽采有效影响半径为7m。为冲孔区域实现高效抽采提供了技术支撑,并对冲孔的效果进行了考察,结果表明:水力冲孔措施实施前后,煤层透气性系数提高51.6倍,单孔瓦斯抽采浓度平均提高了3.8倍;单孔日均抽采量提高了8倍左右;冲孔钻孔的初始瓦斯浓度、流量及最大瓦斯浓度、流量都远优于普通抽采钻孔且保持在高浓度瓦斯抽采的时间更长;位于水力冲孔有效影响半径内的普通抽采钻孔的浓度、流量都有明显提升。实践证明,长平煤矿优化的顺层钻孔水力冲孔技术措施的卸压增透效果良好,有利于较长时期地抽采瓦斯,对于该矿的其他区域或同类的其他矿井也具有一定的参考意义。

关键词：松软低透煤层瓦斯抽采水力冲孔冲出煤量影响范围变化规律

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下向钻孔水力冲孔增透效果研究

下向钻孔水力冲孔增透效果研究

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中国煤炭学会瓦斯地质学术年会

作者：张永福杨腾龙王兆丰神东煤炭集团公司河南理工大学

关键词：下向钻孔水力冲孔冲出煤量影响半径

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新安煤矿水力冲孔参数优化及试验研究

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煤炭技术 2018年第7期37卷 165-166页

作者：李书文郭强强河南大有能源股份有限公司新安煤矿河南洛阳471000

为了使新安煤矿水力冲孔达到更好的效果,提出了3种不同冲出率及冲孔布置方案并在新安矿14230下部底板岩巷进行试验,计算出3种冲孔方案的瓦斯含量降低率,依据预抽期和瓦斯抽采达标含量临界值计算出适合这3种冲孔方案的瓦斯含量,并进行效... 详细信息

为了使新安煤矿水力冲孔达到更好的效果,提出了3种不同冲出率及冲孔布置方案并在新安矿14230下部底板岩巷进行试验,计算出3种冲孔方案的瓦斯含量降低率,依据预抽期和瓦斯抽采达标含量临界值计算出适合这3种冲孔方案的瓦斯含量,并进行效益对比。此优化方案既满足瓦斯抽采相关要求又可节约大量冲孔成本,对其他同类矿井具有很大的借鉴作用。

关键词：水力冲孔冲出煤量瓦斯抽采钻孔布置

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