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煤炭技术 2014年第12期33卷 148-150页

作者：徐全黄渊跃刘学服赵鹏涛徐东方覃佐亚湖南省煤炭科学研究院长沙410004 湖南省瓦斯治理与利用工程研究中心长沙410004

通过现场进行高压水射流石门快速揭煤试验,发现该条件下钻孔喷孔具有喷孔强度大、喷孔频繁、喷孔突然的特征。根据高压水射流穿层钻孔喷孔特征,进行了该条件下钻孔喷孔防治装备及工艺的研究,研制加工了一套钻、抽、排一体化装置,在现场... 详细信息

通过现场进行高压水射流石门快速揭煤试验,发现该条件下钻孔喷孔具有喷孔强度大、喷孔频繁、喷孔突然的特征。根据高压水射流穿层钻孔喷孔特征,进行了该条件下钻孔喷孔防治装备及工艺的研究,研制加工了一套钻、抽、排一体化装置,在现场的试验过程中取得了很好的试验效果。

关键词：高压水射流喷孔防治瓦斯超限

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瓦斯抽采钻孔喷孔特性及防治技术研究

瓦斯抽采钻孔喷孔特性及防治技术研究

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作者：孟远湖南科技大学

学位级别：硕士

在对煤层开采时,尤其是高瓦斯及突出煤层,为降低煤层中的瓦斯压力,人们通常采用实施瓦斯抽采钻孔预抽采的方式对其进行卸压处理,在钻孔施工过程中经常产生喷孔情况,喷孔会产生大量的瓦斯及煤尘等,严重影响煤炭的安全生产。本文本着保障... 详细信息

在对煤层开采时,尤其是高瓦斯及突出煤层,为降低煤层中的瓦斯压力,人们通常采用实施瓦斯抽采钻孔预抽采的方式对其进行卸压处理,在钻孔施工过程中经常产生喷孔情况,喷孔会产生大量的瓦斯及煤尘等,严重影响煤炭的安全生产。本文本着保障钻孔作业安全高效的展开为出发点,以瓦斯抽采钻孔喷孔防治为研究目标,从理论分析、数值模拟、方案优化以及设备研发等方面对喷孔的特性及防治进行研究,具体的研究内容及成果如下:(1)在分析了煤与瓦斯突出的前提下,对瓦斯抽采钻孔及钻孔喷孔进行了研究,研究内容主要包括喷孔的特征及危害、钻孔在施工过程中的力学形态、喷孔的过程等;从能量的角度分析喷孔,分析了喷孔发生的原因、钻孔前煤层中原有的能量和钻孔时产生的外部能量,建立出能量平衡公式;明确了钻杆转速、钻杆直径、钻杆推进速度等是影响钻孔稳定性的重要因素。(2)为探明钻孔内煤体失稳的影响因素及其具体影响情况,以嘉禾矿业浦溪井为研究背景,采用FLAC3D有限差分析软件,对瓦斯抽采钻孔内煤体的失稳进行模拟研究,分别研究了不同钻孔直径、不同地应力、不同煤层厚度等条件下的钻孔内煤体位移规律及应力状态,得出钻孔直径与地应力越大,钻孔内煤体越容易失稳;煤层越厚,钻孔内煤体越稳定的结论。(3)在理论分析及数值模拟的基础上,利用喷孔的影响因素、危害及特征等并结合现场实际情况,针对性的对浦溪井钻孔施工提出两种优化方案,选取钻杆直径、钻杆转速、经济性等9个评价指标,使用层次分析法以及多属性决策分析法对两种优化方案进行评选,综合考虑下得出最终的优化方案及建议。(4)为防止工人施工时的误操作及设备故障而引发的喷孔,利用喷孔发生的特点及危害以及现场原有的钻机系统,研发出集防瓦斯喷孔、瓦斯与煤尘的收集、降尘等功能于一体的装置,该装置主要的构成部分包括:防突挡板、集尘装置、除尘及排渣装置等;一方面能够预防喷孔情况,另一方面能够治理钻孔或喷孔时产生的瓦斯及煤尘。装置在井下试验效果十分显著。

关键词：喷孔煤体失稳数值模拟优化方案一体化装置喷孔防治

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