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水力割缝钻孔在常村煤矿的应用

煤 2022年第6期31卷 77-79,83页

作者：郜峰王珂潞安化工集团常村煤矿山西长治046100

煤矿井下水力割缝钻孔已在多矿进行应用,如孟津煤矿、寺河煤矿,水力割缝的装备、工艺及施工方案,已有多篇论文进行过专门论证,文章主要结合水力割缝钻孔在常村煤矿2302工作面的应用,通过分析水力割缝钻孔在常村煤矿2302工作面的实际抽... 详细信息

煤矿井下水力割缝钻孔已在多矿进行应用,如孟津煤矿、寺河煤矿,水力割缝的装备、工艺及施工方案,已有多篇论文进行过专门论证,文章主要结合水力割缝钻孔在常村煤矿2302工作面的应用,通过分析水力割缝钻孔在常村煤矿2302工作面的实际抽采数据。结果表明:水力割缝对煤体的破坏较大,有良好的增透效果,比未进行水力割缝钻孔有更高的初始抽采瓦斯浓度,且在进入受采动影响范围内时,水力割缝钻孔浓度比未进行水力割缝的钻孔浓度更高。这些数据为常村煤矿其他工作面及同类矿井施工水力割缝钻孔提供了参考。

关键词：水力割缝瓦斯浓度钻孔浓度数据分析

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水力割缝技术在建设煤矿的考察与试验实践

中小企业管理与科技 2022年第2期6卷 188-190页

作者：李仲平兴文县应急管理局四川兴文644400

论文以水力割缝技术在兴文县建设煤矿的工业性应用试验过程与效果分析,阐述了水力割缝技术在煤矿瓦斯抽采过程中,如何考察煤层增透的相关参数及分析思路,对四川宜宾区域内的高瓦斯及突出矿井提高煤层瓦斯抽采及达标效果、防治瓦斯事故... 详细信息

论文以水力割缝技术在兴文县建设煤矿的工业性应用试验过程与效果分析,阐述了水力割缝技术在煤矿瓦斯抽采过程中,如何考察煤层增透的相关参数及分析思路,对四川宜宾区域内的高瓦斯及突出矿井提高煤层瓦斯抽采及达标效果、防治瓦斯事故、实现安全生产具有较强的指导作用。

关键词：水力割缝建设煤矿考察试验

水力割缝增透技术在近距离煤层群石门揭煤中的应用

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煤炭科技 2023年第1期44卷 123-126页

作者：孙京李贤忠李克相华能云南滇东能源有限责任公司矿业分公司白龙山煤矿云南曲靖655508 河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454000

水力割缝技术利用高压水射流对煤体进行切割冲刷,改变钻孔周边煤体应力分布扩大裂隙,实现对煤体的卸压增透。针对白龙山煤矿瓦斯治理难度较大的问题,以白龙山煤矿一井一号回风斜井为例,采用水力割缝增透技术,通过适当配置割缝增透设备,... 详细信息

水力割缝技术利用高压水射流对煤体进行切割冲刷,改变钻孔周边煤体应力分布扩大裂隙,实现对煤体的卸压增透。针对白龙山煤矿瓦斯治理难度较大的问题,以白龙山煤矿一井一号回风斜井为例,采用水力割缝增透技术,通过适当配置割缝增透设备,合理布设水力割缝钻孔,取得良好的应用效果,单孔出煤量和单元抽采浓度等指标提升明显,在巷道揭煤过程中实现了“零超限、零漏顶、零突出”的目标。

关键词：石门揭煤水力割缝卸压增透抽采效果

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煤层水力割缝喷嘴特性的数值研究

煤炭学报 2010年第4期35卷 686-690页

作者：李德玉吴海进王春利中国矿业大学电力工程学院江苏徐州221008

针对圆锥收缩型喷嘴内的液固两相流动,采用标准k-ε湍流模型和分散颗粒群模型对喷嘴内的流场进行三维数值模拟。分析了喷嘴内液固两相的加速过程,并研究了出口直径为1.6mm的喷嘴结构参数(圆柱段长度、收缩角)对磨料加速效果的影响。计... 详细信息

针对圆锥收缩型喷嘴内的液固两相流动,采用标准k-ε湍流模型和分散颗粒群模型对喷嘴内的流场进行三维数值模拟。分析了喷嘴内液固两相的加速过程,并研究了出口直径为1.6mm的喷嘴结构参数(圆柱段长度、收缩角)对磨料加速效果的影响。计算结果表明:圆锥收缩段与圆柱段交界处附近沿轴线方向的压力梯度可高达1GPa/m,是高压流体和固体颗粒加速的重要区域;为了使磨料颗粒获得较好的加速,圆柱段长度应不小于8.75倍喷嘴出口直径,收缩角应取10°左右。

关键词：水力割缝喷嘴湍流模型分散颗粒群模型两相流

基于水力割缝卸压的煤岩与瓦斯动力灾害防控技术

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煤炭科学技术 2021年第4期49卷 133-141页

作者：张永将黄振飞季飞中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆400037 瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室重庆400037

随着煤矿开采逐渐向深部延深,高强度开采瓦斯涌出量大,煤岩体高应力与瓦斯灾害呈相互耦合态势。针对深部矿井高强度开采面临的煤岩与瓦斯动力灾害治理难题,基于高压水射流割缝卸压原理,提出应力、瓦斯双重卸压的煤岩与瓦斯动力灾害水力... 详细信息

随着煤矿开采逐渐向深部延深,高强度开采瓦斯涌出量大,煤岩体高应力与瓦斯灾害呈相互耦合态势。针对深部矿井高强度开采面临的煤岩与瓦斯动力灾害治理难题,基于高压水射流割缝卸压原理,提出应力、瓦斯双重卸压的煤岩与瓦斯动力灾害水力化防治技术。通过理论分析与数值模拟方法,分析了超高压水射流割缝破煤机制,研究了煤层割缝卸压措施对区域内煤体应力及瓦斯的双重影响。研究结果表明:高压射流在煤层内部切割破坏了煤体完整性,减弱了煤体对上覆岩层支承能力,能有效地缓解割缝区域内应力集中;钻孔内部切割形成的缝槽改变钻孔瓦斯抽采模式,由径向流动改变为径向、轴向复合流动,使煤层瓦斯含量、压力迅速降低,超高压水力割缝技术通过应力卸压及瓦斯抽采2个方面解除了煤岩与瓦斯动力灾害发生危险。经在胡家河矿现场试验,割缝区域内平均微震事件能量下降18%、单位进尺微震能量降低37%,采用地音趋势法评估的矿压显现强烈次数下降17%,瓦斯抽采量提高4.1倍,表明超高压水力割缝技术能实现地应力及瓦斯压力双重卸压,有效解除煤岩与瓦斯动力灾害发生危险,为深部煤矿高强度安全开采提供技术保障。

关键词：煤岩与瓦斯动力灾害水力割缝应力卸压瓦斯压力

低渗透煤层钻孔与水力割缝瓦斯排放的实验研究

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煤炭学报 2002年第1期27卷 50-53页

作者：段康廉冯增朝赵阳升胡耀青杨栋太原理工大学矿业工程学院山西太原030024

介绍了特大煤样采用水力割缝提高瓦斯渗透率的实验研究 .实验表明 ,割缝能提高瓦斯的排放量 ;当埋深 4 0 0m时 ,割缝较钻孔的瓦斯排放量提高 2 5 % ;相同埋深的煤层 ,割缝后 ,初期瓦斯排放速度急增 ,为钻孔的 2 0～ 2 5倍 .

关键词：低渗透煤层水力割缝钻孔瓦斯渗透率瓦斯排放

深部开采煤层水力割缝卸压增透与促抽瓦斯技术研究

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陕西煤炭 2023年第1期42卷 41-47页

作者：何伟曹文龙王向阳康甲甲陕西彬长孟村矿业有限公司陕西咸阳713600

为了提高深部开采高瓦斯煤层渗透性,实现储层冲击地压的有效防控和瓦斯高效抽采。根据高压水射流对煤体的切割破坏效应,提出深部开采煤层水力割缝卸压增透与促抽瓦斯技术,研发高压水射流水力割缝工艺技术及装备,并在陕西彬长矿业公司孟... 详细信息

为了提高深部开采高瓦斯煤层渗透性,实现储层冲击地压的有效防控和瓦斯高效抽采。根据高压水射流对煤体的切割破坏效应,提出深部开采煤层水力割缝卸压增透与促抽瓦斯技术,研发高压水射流水力割缝工艺技术及装备,并在陕西彬长矿业公司孟村煤矿4号煤层401102工作面回风巷开展现场工业试验。在验证工艺技术及装备可靠性的基础上,重点考察煤层卸压增透及促抽瓦斯工艺效果。结果表明:工业试验区域煤层在50 MPa高压水射流切割作用下,煤层渗透性提高30%,相应地降低冲击地压发生频次;与煤层瓦斯原始抽采区域相比,水力割缝后煤层瓦斯抽采量由最初水锁效应下的低效抽采阶段(为期5 d)转为高效抽采阶段(为期20 d),瓦斯抽采平均浓度和纯量提高2倍以上;试验区域煤层抽采3个月后,煤层吨煤瓦斯含量由原始的3.87 m^(3)/t降低至0.84 m^(3)/t,抽采达标时间明显缩短。

关键词：深部开采水力割缝卸压增透瓦斯促抽

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高压水力割缝抽采技术研究

陕西煤炭 2023年第1期42卷 1-5,40页

作者：岳刘杰齐庆杰国能神东煤炭集团乌兰木伦煤矿内蒙古鄂尔多斯017205 辽宁工程技术大学矿业学院辽宁阜新123000 中国煤炭科工集团应急科学研究院北京100013

平顶山矿区具有煤层开采难度大、煤体透气性低下、瓦斯压力大的特点。为实现矿井煤层增透、优化瓦斯抽采工艺、高效防治煤与瓦斯突出,使用COMSOL多物理学数值模拟和现场试验对高压水力割缝抽采参数进行研究。模拟结果表明,水力割缝后最... 详细信息

平顶山矿区具有煤层开采难度大、煤体透气性低下、瓦斯压力大的特点。为实现矿井煤层增透、优化瓦斯抽采工艺、高效防治煤与瓦斯突出,使用COMSOL多物理学数值模拟和现场试验对高压水力割缝抽采参数进行研究。模拟结果表明,水力割缝后最佳抽采负压为-30 kPa,最佳钻孔布置间距在6~8 m。通过现场试验得出,7 m间距割裂孔抽采127 d瓦斯压力下降到0.74 MPa以下,抽采150 d瓦斯压力下降为0.61 MPa,抽采150 d残余瓦斯含量下降为5.43 m^(3)/t,达到最佳消突效果,7 m为割裂孔布置的最佳间距。

关键词：低透气性水力割缝 COMSOL多物理学卸压增透瓦斯抽采

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超高压水力割缝煤层增透成套装置研制及应用

煤炭科学技术 2020年第10期48卷 97-104页

作者：张永将陆占金中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆400037 瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室重庆400037

现有割缝(扩孔)装置对于中硬或坚硬煤层割缝效率低,配套安全防护措施相对较少,未能实现远程操控割缝作业。为了解决中硬或坚硬煤层安全、高效割缝增透难题,亟需研制更高压力的割缝成套装置。在综合考虑设备效率、割缝深度及割缝排渣所... 详细信息

现有割缝(扩孔)装置对于中硬或坚硬煤层割缝效率低,配套安全防护措施相对较少,未能实现远程操控割缝作业。为了解决中硬或坚硬煤层安全、高效割缝增透难题,亟需研制更高压力的割缝成套装置。在综合考虑设备效率、割缝深度及割缝排渣所需流量的基础上,研制了高压清水泵;通过分析钻孔流场分布规律,依据水射流理论,研制了高低压转换割缝器;依据钻孔排渣原理,采用整体加工工艺,研制了浅螺旋整体钻杆;依据窄缝黏性流体流动理论,采用间隙密封设计,研制了超高压旋转水尾;基于煤矿井下巷道条件的多变性,根据高压清水泵的额定压力、额定流量确定了溢流阀的设计要求,研制了高压远程操作台;综合分析耐压性及远距离割缝作业沿程阻力损失,研制了超高压液压软管。通过关键部件的研制,成功研制了ZGF-100(A)型超高压水力割缝装置,成套装置工作压力达100 MPa,具备钻割一体化功能,可实现100 m以上远程操控,并配套研制了安全防护装置,形成了超高压水力传输的安全防护系统,同时,对成套装置空载运行、工作压力、工作流量、密封性能、耐压性能等8项内容进行了安全检测,检测内容均符合国家相关检测要求。现场应用结果表明:采用超高压水力割缝装置对煤层进行卸压增透,穿层钻孔割缝平均单刀出煤量0.85 t,割缝半径1.78~2.18 m,可提高钻孔瓦斯抽采纯量2.0倍以上,缩短抽采达标时间50%以上;顺层钻孔在钻孔工程量减少47%条件下,单孔抽采纯量提高2.0~2.5倍,缩短掘进循环施工周期60%以上,说明该方法割缝效率高,割缝后煤层卸压增透效果显著。

关键词：超高压水力割缝钻割一体化远程操控瓦斯抽采抽采达标