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高压水射流割缝钻孔抽采影响半径研究

采矿与安全工程学报 2014年第4期31卷 657-664页

作者：葛兆龙梅绪东贾亚杰卢义玉夏彬伟重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室重庆400030 中国广东核电集团有限公司中广核燃料有限公司北京100029

钻孔抽采影响半径是确定钻孔布置的基础参数,但关于高压水射流割缝缝槽形态及缝槽形态与钻孔抽采影响半径的影响关系目前尚无系统研究。根据缝槽形态实验结果将缝槽形态简化为圆盘,基于淹没射流结构理论分析缝槽圆盘尺寸,采用COMSOL软... 详细信息

钻孔抽采影响半径是确定钻孔布置的基础参数,但关于高压水射流割缝缝槽形态及缝槽形态与钻孔抽采影响半径的影响关系目前尚无系统研究。根据缝槽形态实验结果将缝槽形态简化为圆盘,基于淹没射流结构理论分析缝槽圆盘尺寸,采用COMSOL软件研究不同条件煤层的割缝钻孔抽采影响半径,并进行现场测试试验。结果表明:割缝钻孔抽采影响半径与缝槽圆盘、渗透率、抽采时间、瓦斯压力等因素均呈幂函数关系,因素影响显著程度依次为渗透率、抽采时间、瓦斯压力、缝槽圆盘;高压水射流割缝缝槽体积与理论分析确定的缝槽圆盘体积的相对差值为8.33%,在抽采时间130 d时的实测钻孔抽采影响半径与数值模拟的相对差值为6.20%。

关键词：高压水射流割缝钻孔抽采影响半径数值模拟

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低渗煤层水力割缝钻孔抽采影响半径

西安科技大学学报 2022年第4期42卷 619-628页

作者：邓广哲刘文静李刚贺斌雷杨琛梁少剑西安科技大学能源学院陕西西安710054 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司陕西西安710065 煤炭绿色安全高效开采国家地方联合工程研究中心陕西西安710065

为了研究低透气性煤层超高压水力割缝钻孔瓦斯抽采半径的影响因素,以彬长矿区孟村矿401102工作面4#低渗煤层为研究对象,通过理论分析建立超高压水力割缝钻孔的裂隙扩展-渗流模型,分析水力割缝钻孔塑性区宽度及高压水的渗流范围。采用COM... 详细信息

为了研究低透气性煤层超高压水力割缝钻孔瓦斯抽采半径的影响因素,以彬长矿区孟村矿401102工作面4#低渗煤层为研究对象,通过理论分析建立超高压水力割缝钻孔的裂隙扩展-渗流模型,分析水力割缝钻孔塑性区宽度及高压水的渗流范围。采用COMSOL Multiphysics多场耦合软件进行数值模拟,选取割缝半径、抽采时间、瓦斯压力、渗透率作为主要影响因素,分析不同影响因素条件下瓦斯抽采半径的变化规律,并进行现场测试试验,检验数值模拟的合理性。结果表明:水力割缝钻孔的瓦斯抽采影响范围主要为四周煤体破裂产生的次生裂隙及高压水经过次生裂隙渗流的影响范围;割缝半径、渗透率、抽采时间、瓦斯压力的变化对瓦斯抽采半径有显著影响,且随着影响因素逐渐增大,瓦斯抽采半径均呈现逐渐增大的趋势;割缝钻孔瓦斯抽采半径与各影响因素之间均呈现一种对数函数的关系;通过现场测试超高压水力割缝瓦斯抽采影响半径约为4~5 m,与数值模拟的结论基本保持一致。

关键词：卸压增透渗流机制裂隙演化瓦斯压力范围抽采影响半径

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基于数值模拟的钻孔抽采影响半径测试研究

煤炭技术 2016年第2期35卷 162-164页

作者：许彦鹏王梦乐刘力宁和林朋河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454000

为了解决抽采影响半径现场测试工作量大、耗时长的问题,结合煤层赋存条件和现场抽采情况,建立了煤层瓦斯抽采基本模型,通过数值模拟试验研究了抽采影响范围随时间的变化关系,得到了抽采周期对应的抽采影响半径。经压降法验证,数值模拟... 详细信息

为了解决抽采影响半径现场测试工作量大、耗时长的问题,结合煤层赋存条件和现场抽采情况,建立了煤层瓦斯抽采基本模型,通过数值模拟试验研究了抽采影响范围随时间的变化关系,得到了抽采周期对应的抽采影响半径。经压降法验证,数值模拟测试结果较为可靠。

关键词：钻孔瓦斯抽采抽采影响半径数值模拟

基于瓦斯涌出量衰减特征的钻孔抽采影响半径测定方法

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煤矿开采 2014年第2期19卷 121-124页

作者：张明杰田加加付帅河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454003 河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室--省部共建国家重点实验室培育基地河南焦作454003

根据煤层瓦斯流动理论,运用RFPA数值软件对钻孔负压抽采及排放过程中瓦斯流动与涌出特征进行了数值研究,确定受抽放负压影响的排放孔的瓦斯涌出量衰减率大于不受抽放孔影响的排放孔,并且根据钻孔周围煤体松动对瓦斯涌出的影响,得出钻孔... 详细信息

根据煤层瓦斯流动理论,运用RFPA数值软件对钻孔负压抽采及排放过程中瓦斯流动与涌出特征进行了数值研究,确定受抽放负压影响的排放孔的瓦斯涌出量衰减率大于不受抽放孔影响的排放孔,并且根据钻孔周围煤体松动对瓦斯涌出的影响,得出钻孔瓦斯涌出具有分段性特征;提出了用钻孔瓦斯涌出量衰减系数作为考察指标,通过比较衰减系数突变情况和百米钻孔瓦斯极限排放量确定抽采影响半径,运用此方法测定了平煤五矿己15煤层顺层钻孔抽采影响半径。结果表明,钻孔瓦斯涌出量衰减特征法能够准确、方便地测定出该煤层钻孔抽采影响半径。

关键词：钻孔瓦斯涌出量衰减系数抽采影响半径百米钻孔瓦斯极限排放量数值模拟

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水力冲孔抽采影响半径测定方法研究

水力冲孔抽采影响半径测定方法研究

作者：李亚西河南理工大学

学位级别：硕士

目前,水力冲孔是矿井煤层卸压增透区域防突的重要措施之一,而确定冲孔钻孔瓦斯抽采影响半径参数,对于提高瓦斯抽采效率、消除布孔间距空白带、保证煤矿安全生具有重要的现实意义。梳理现有测定方法的不足,基于水力冲孔对矿井煤层防突理... 详细信息

目前,水力冲孔是矿井煤层卸压增透区域防突的重要措施之一,而确定冲孔钻孔瓦斯抽采影响半径参数,对于提高瓦斯抽采效率、消除布孔间距空白带、保证煤矿安全生具有重要的现实意义。梳理现有测定方法的不足,基于水力冲孔对矿井煤层防突理论的分析,研究分析钻孔周围煤体松动对瓦斯涌出的影响,负压抽采下排放钻孔瓦斯流动、涌出及排放钻孔百米瓦斯极限排放量特征,根据排放钻孔瓦斯涌出的分段性、负压抽采影响下排放孔瓦斯涌出衰减系数突变性、负压抽采影响下与未受抽采影响排放孔百米钻孔瓦斯极限排放量的差异性,提出了瓦斯涌出衰减特征法测定水力冲孔抽采影响半径的方法。运用此法在鹤壁中泰矿进行了现场试验,结果表明:抽采时间60天,未冲孔钻孔,抽采影响半径为3.2m,冲孔钻孔平均卸煤量0.5t/m、0.9t/m、1.3t/m,抽采影响半径分别为4.0m、4.7m、5.1m,得出冲孔钻孔平均每米卸煤量与抽采影响半径呈线性关系,拟合方程:y=1.49x+3.32(x≤1.3)。由于现场试验分析的局限性,根据现场试验地点煤层条件建立数值模型,进行数值模拟,结果表明:煤体位最大移量、卸压半径与孔径大小呈正相关线性关系;对于不同扩孔孔径所对应的卸压半径和现场试验的不同卸煤量与抽采影响半径的关系具有一致性。综合考虑认为鹤壁中泰矿水力冲孔适宜卸煤量为0.9t/m,提出6.5m×6.5m的布孔间距。并依此优化鹤壁中泰矿穿层钻孔水力冲孔抽采方案,提高抽采效果。可为相同或类似煤层确定水力冲孔抽采影响半径提供一定的借鉴作用。该论文图28幅,表13个,参考文献89篇。

关键词：水力冲孔卸压增透抽采影响半径瓦斯涌出衰减特征法极限排放量数值模拟

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预抽瓦斯钻孔抽采影响半径时效特性研究

预抽瓦斯钻孔抽采影响半径时效特性研究

作者：康宇河南理工大学

学位级别：硕士

瓦斯灾害是影响我国煤矿安全生产的最大威胁，瓦斯抽采是防治煤矿瓦斯灾害事故的根本措施，不仅能较好地解决瓦斯突出、瓦斯超限等问题，还可以把瓦斯作为一种清洁能源加以利用。另外，随着煤矿产量和开采深度的增加，我国的高瓦斯矿井... 详细信息

瓦斯灾害是影响我国煤矿安全生产的最大威胁，瓦斯抽采是防治煤矿瓦斯灾害事故的根本措施，不仅能较好地解决瓦斯突出、瓦斯超限等问题，还可以把瓦斯作为一种清洁能源加以利用。另外，随着煤矿产量和开采深度的增加，我国的高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井的数量逐年增加，而在这些矿井中，“采掘失调”的问题彰显突出，解决好这个问题的关键就是如何快速消突，即在规定的时间内，把抽采区域内的瓦斯含量降到8m3/t以下或者瓦斯压力降到0.74MPa以下。所以，抽采钻孔的合理布置就成为提高煤层钻孔瓦斯的抽采效率和快速消突的关键技术之一。合理布孔的依据是瓦斯抽采影响半径，而瓦斯抽采影响半径与煤层透气性系数、抽采时间和抽采钻孔孔径有一定关系，所以通过研究预抽瓦斯钻孔抽采影响半径时效特性，建立瓦斯抽采影响半径与煤层透气性系数、抽采时间和抽采钻孔孔径的定量关系模型，对矿井抽采进行合理布孔有一定的指导意义。本论文结合河南焦煤能源有限公司九里山煤矿二1煤层的实际情况，用多元线性回归的方法对该矿的瓦斯抽采影响因素进行了分析，得到了影响该矿瓦斯抽采量的主要因素为：有效煤孔总长度、吨煤钻孔长度、孔径100mm抽采管路占抽采管路总长的百分比。并通过现场测试和数值模拟，针对75mm、89mm、120mm和150mm四种不同直径预抽钻孔，进行了瓦斯抽采影响半径与孔径关系、瓦斯抽采影响半径与透气性系数关系以及瓦斯抽采影响半径与预抽时间关系研究，研究表明：瓦斯抽采影响半径随着抽采时间的延长而增大，随着煤层透气性系数的增大而增大，随着孔径的增大增大。建立了预抽瓦斯钻孔抽采影响半径与透气性系数、孔径和抽采时间的定量关系模型和合理孔间距的计算公式，为焦作矿区二1煤层瓦斯预抽合理孔间距的确定提供依据。

关键词：抽采影响半径合理布孔时效特性数值模拟合理孔间距

丁集煤矿煤层瓦斯基础参数及抽采影响半径测试研究

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丁集煤矿煤层瓦斯基础参数及抽采影响半径测试研究

作者：李祥龙安徽理工大学

学位级别：硕士

本文针对丁集煤矿11-2煤层、13-1煤层瓦斯赋存实际情况,测试得到了11-2、13-1两煤层的瓦斯基础参数,通过把两煤层的透气性系数与抽采难易程度标准相对照判断得到：11-2煤层1#钻孔处和13-1煤层2#钻孔处煤层抽采难易程度都为勉强抽采。从... 详细信息

本文针对丁集煤矿11-2煤层、13-1煤层瓦斯赋存实际情况,测试得到了11-2、13-1两煤层的瓦斯基础参数,通过把两煤层的透气性系数与抽采难易程度标准相对照判断得到：11-2煤层1#钻孔处和13-1煤层2#钻孔处煤层抽采难易程度都为勉强抽采。从现场试验可以看出压降法测定底板穿层钻孔抽采影响半径是一种简单、有效的方法。本文对压降法的测试原理及具体方法进行了探讨研究,并将该方法在丁集煤矿进行了现场试验,测试结果如下：丁集煤矿13-1煤层在采用孔径94mmm抽采钻孔进行煤层瓦斯抽采,当抽采负压为24KPa,抽采时间为43d时,其抽采影响半径为4m,抽采51d后影响半径为5m;测试到了11-2煤层在采用94mm钻孔进行煤层瓦斯抽采,当抽采负压为24KPa,抽采时间为36d时,其抽采影响半径为3m,且可知瓦斯抽采钻孔抽采47d时影响半径为4.5m,抽采54d后影响半径为5m。根据抽采时间与半径之间的关系,优化了11-2煤层、13-1煤层底板穿层钻孔的布置,将相邻两个预抽钻孔间距6m优化为l0m间距布置,避免了设计和施工过程中煤层内出现钻孔的无效重叠,该测试结果为丁集煤矿瓦斯抽采及防治工作提供了重要依据。

关键词：穿层钻孔抽采影响半径压力下降法瓦斯抽采

SF_(6)测定水力割缝钻孔抽采影响半径研究

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陕西煤炭 2023年第2期42卷 26-29页

作者：李文福吴学明王向阳何伟康甲甲李刚杨琛贺斌雷陕西彬长孟村矿业有限公司陕西咸阳712000 陕西彬长矿业集团有限公司陕西咸阳712000 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司陕西西安710054

为了确定彬长孟村煤矿4号低透气性煤层水力割缝钻孔的最优抽采影响半径,在401103工作面进行割缝钻孔瓦斯抽放试验,采用SF_(6)气体示踪法测定401103工作面瓦斯的抽放半径,分析比较不同抽放半径(4 m、5 m、6 m、7 m、8 m、9 m)下的SF_(6)... 详细信息

为了确定彬长孟村煤矿4号低透气性煤层水力割缝钻孔的最优抽采影响半径,在401103工作面进行割缝钻孔瓦斯抽放试验,采用SF_(6)气体示踪法测定401103工作面瓦斯的抽放半径,分析比较不同抽放半径(4 m、5 m、6 m、7 m、8 m、9 m)下的SF_(6)浓度。结果表明,测试孔中SF_(6)气体浓度衰减较快,SF_(6)浓度呈现逐渐减小趋势;随钻孔间距逐渐增大,SF_(6)浓度呈现减小的趋势,钻孔间距增大到6 m时,SF_(6)浓度急剧减小,钻孔间贯通裂隙较少,SF_(6)气体测定抽采影响半径范围为5 m,该方法与传统压降法相比更加准确和便捷。

关键词：水力割缝抽采影响半径示踪气体法钻孔间距

综采工作面采用钻孔瓦斯压力压降法确定瓦斯抽采影响半径的应用

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中国石油和化工标准与质量 2019年第24期39卷 117-118页

作者：刘威锋山西忻州神达能源集团有限公司山西忻州034000

钻孔瓦斯抽采影响半径直接关系到预抽钻孔的设计、布置和预抽时间的长短,是瓦斯抽采的关键环节,因此合理地选择钻孔瓦斯抽采半径确定方法至关重要。钻孔瓦斯压力压降法是现场测试法其中的一种,其原理科学,现场操作简单实用。通过双龙煤... 详细信息

钻孔瓦斯抽采影响半径直接关系到预抽钻孔的设计、布置和预抽时间的长短,是瓦斯抽采的关键环节,因此合理地选择钻孔瓦斯抽采半径确定方法至关重要。钻孔瓦斯压力压降法是现场测试法其中的一种,其原理科学,现场操作简单实用。通过双龙煤矿21604综采工作面顺层抽放钻孔抽采影响半径采用钻孔瓦斯压力压降法确定的应用,以此阐述钻孔瓦斯压力压降法的原理、实施步骤和具体数据成果,为广大煤矿瓦斯治理工程技术人员提供技术借鉴。

关键词：瓦斯压力压降法抽放钻孔抽采影响半径测试方法原理