检索结果-南通市图书馆

作者：张航河南理工大学

学位级别：硕士

瓦斯抽采既是解决煤矿生产安全,预防煤与瓦斯突出的主要措施,也是开发利用瓦斯能源的有效手段,影响瓦斯抽采效果的关键技术工艺是钻孔封孔。本文在前人研究的基础上,根据郑煤集团白坪煤矿瓦斯抽采实际情况,借鉴前人提出的瓦斯抽采钻孔... 详细信息

瓦斯抽采既是解决煤矿生产安全,预防煤与瓦斯突出的主要措施,也是开发利用瓦斯能源的有效手段,影响瓦斯抽采效果的关键技术工艺是钻孔封孔。本文在前人研究的基础上,根据郑煤集团白坪煤矿瓦斯抽采实际情况,借鉴前人提出的瓦斯抽采钻孔封隔一体化新型封孔工艺,在实验室制备钻孔割缝试样,并基于注浆试验和渗透率测定试验,验证了钻孔割缝封孔工艺能够有效减少漏气,有效提高抽采率。同时,考虑白坪煤矿钻孔封孔后所受的应力状态,展开了三轴压缩-声发射同步试验,得到了全应力-应变曲线和声发射信号特征,分析了钻孔封孔后形成注浆体的三轴压缩破坏力学特性。采用显微工业CT扫描系统,结合图像处理技术、灰度直方图、分形理论等方法定性和定量分析了在三轴应力加载条件下注浆体失稳破坏的孔裂隙网络特征。基于CT扫描数据通过不同方法分别建立了包含CT数和孔裂隙分布信息的三维数值模型,搭建了数字岩心和有限元分析软件之间的桥梁,完成数据信息的交互,并在此基础上,进行了渗透率数值模拟。围绕和基于上述研究,得到了以下主要结论:(1)利用自制的注浆系统开展注浆封孔试验,测试了样品钻孔割缝前和注浆封孔后的渗透率变化情况。钻孔环形缝槽内的浆液固结后形成封隔圆盘,能够有效减少漏气,随着割缝数量越多,形成的封隔圆盘越多,封堵效果越好,渗透率降幅越大;过高的注浆压力会破坏封孔浆液分子间作用力,导致浆液失水,会在钻孔内形成“空洞”。(2)三轴应力条件下,封孔样品的全应力-应变曲线均经历了短暂的裂隙压密阶段、较长的弹性变形阶段、塑性变形阶段、峰值破坏阶段以及峰后残余变形阶段,径向变形量大于轴向变形量,失稳破坏时样品的声发射信号强度远大于其它阶段,样品呈现剪切破坏特征。(3)显微工业CT扫描系统是一种有效的研究封孔钻孔失稳破坏特征的技术手段,结合图像处理技术、灰度直方图、分形维数和等效孔隙网络模型等方法,实现从微细观角度对破坏样品孔裂隙网络特征的描述。分析发现,割缝对样品的裂隙发育扩展具有导向作用,随着割缝数量的增大,被破坏样品的裂隙率和三维分形维数呈线性增大,欧拉数则线性减小。(4)包含CT数分布信息的三维数值模型和包含孔裂隙分布信息的三维数值模型都能够完整的展示样品的真实结构特征;利用COMSOL Multiphysics在包含孔裂隙分布的三维数值模型基础上模拟渗透率,模拟结果较为准确,渗透率的分布情况与孔裂隙分布情况一致,孔裂隙越发育的区域,其渗透率也越大。图73幅,表11个,参考文献94篇。

关键词：注浆封孔钻孔割缝 CT扫描图像处理技术渗透率

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单一煤层钻孔割缝卸压增透的非连续变形分析(DDA)模拟

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煤炭学报 2011年第12期36卷 2068-2073页

作者：高亚楠程红梅李玺茹 Man-chu Ronald Yeung 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学力学与建筑工程学院江苏徐州221116 California State Polytechnic University Pomona CA91768

为了进一步研究"钻-割-抽"一体化技术的卸压效果,以非连续变形分析为手段,并引入大变形理论对DDA源程序进行了二次开发,建立煤层钻孔割缝的数值模型,对煤层钻孔割缝的卸压效果进行分析,进一步解释了工程中的"瓶塞效应"机理;考察了缝槽... 详细信息

为了进一步研究"钻-割-抽"一体化技术的卸压效果,以非连续变形分析为手段,并引入大变形理论对DDA源程序进行了二次开发,建立煤层钻孔割缝的数值模型,对煤层钻孔割缝的卸压效果进行分析,进一步解释了工程中的"瓶塞效应"机理;考察了缝槽的高度、宽度以及构造应力对卸压效果的影响,指出相对于缝槽高度,缝槽宽度的变化对卸压效果的影响可以忽略;构造应力的增加,使卸压效率降低,应增加割缝的高度。此外,还给出了多个缝槽切割后煤层应力释放情况。

关键词：钻孔割缝卸压非连续变形分析缝槽

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穿层抽采钻孔围岩割缝注浆封孔效果分析与应用

穿层抽采钻孔围岩割缝注浆封孔效果分析与应用

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作者：郭玉杰河南理工大学

学位级别：硕士

瓦斯抽采既是解决煤矿生产安全,预防煤与瓦斯突出的主要措施,也是开发利用瓦斯能源的有效手段,现阶段影响瓦斯抽采效果的关键技术工艺仍然是钻孔封孔,瓦斯抽采封孔效果的好坏直接影响瓦斯抽采的效率,因此研究钻孔封孔对煤矿开采安全及... 详细信息

瓦斯抽采既是解决煤矿生产安全,预防煤与瓦斯突出的主要措施,也是开发利用瓦斯能源的有效手段,现阶段影响瓦斯抽采效果的关键技术工艺仍然是钻孔封孔,瓦斯抽采封孔效果的好坏直接影响瓦斯抽采的效率,因此研究钻孔封孔对煤矿开采安全及瓦斯治理利用具有重大现实意义和工程价值。本文在前人研究的基础上,根据郑煤集团白坪煤矿井下瓦斯抽采实际情况,在实验室制备钻孔岩样,开展注浆压力对封孔效果的实验研究,借助高精度工业CT扫描系统和电镜扫描获取不同尺度下注浆压力对浆料颗粒之间粘结性的影响,分析不同注浆压力下的浆体颗粒以及岩-浆胶结面的孔裂隙形成机理,从而确定浆液流动范围和评估不同注浆压力的注浆封孔效果。在此基础上,借鉴前人提出的瓦斯抽采钻孔封隔一体化新型封孔工艺,开展不同割缝数量的钻孔岩样注浆实验和渗透率测定实验,验证了钻孔割缝封孔工艺能够有效减少漏气。对钻孔割缝未注浆试样开展力学强度测试实验,得到不同割缝数量钻孔试样的峰值抗压强度,确定了最佳割缝数量并进行了现场工业性试验,得到了以下主要结论:(1)利用自制的注浆系统开展不同注浆压力下的注浆实验及渗透率测定实验,得到了不同注浆压力下样品钻孔注浆前和注浆封孔后的渗透率变化情况,确定了最优注浆压力;基于此开展了不同割缝数量的注浆实验,验证了钻孔割缝会改善试样渗透性,能够有效减少漏气,随着割缝数量越多,形成的封隔圆盘越多,封堵效果越好,渗透率降幅越大。(2)对不同注浆压力下制得的注浆试样进行电镜扫描实验,得到了其内部微观形貌图片,获取了浆料颗粒间的排列紧密程度和胶结面的胶结情况,分析了不同注浆压力对钻孔封孔后出现的孔裂隙影响,得到注浆压力越大,颗粒间的排列情况越紧密,出现孔隙的概率越小。(3)结合前文实验结果,开展穿层钻孔注浆封堵漏气模型构建,分析了漏气影响因素对于封孔效果的影响,并对钻孔漏气形式进行划分,借鉴前人经验,建立了钻孔漏气模型,为穿层钻孔合理的封孔参数确定提供指导依据。(4)对钻孔未注浆试样进行力学强度测试,得到割缝对钻孔强度的弱化作用,发现不同注浆压力下得到的钻孔割缝试样在峰值抗压强度方面差别明显,随着钻孔内缝槽数量的增加,试样的单轴抗压强度随之减小,因此在确定合适的割缝数量时应将割缝对钻孔的弱化作用考虑其中。图56幅,表12个,参考文献74篇。

关键词：注浆压力钻孔割缝 CT扫描力学强度渗透率

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钻割技术在突出煤层掘进工作面中的应用

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能源与节能 2020年第3期 177-179页

作者：杨继东中国平煤神马集团河南平顶山467000

针对平顶山矿区低透气性煤层掘进中存在的问题,鉴于高压脉冲水射流钻割技术快速切割的特点,扩大卸压范围,增加瓦斯运移通道,强化解吸煤层瓦斯,在平顶山矿区突出煤层掘进工作面推广应用。简述了高压脉冲水射流提高煤层透气性的机理,介绍... 详细信息

针对平顶山矿区低透气性煤层掘进中存在的问题,鉴于高压脉冲水射流钻割技术快速切割的特点,扩大卸压范围,增加瓦斯运移通道,强化解吸煤层瓦斯,在平顶山矿区突出煤层掘进工作面推广应用。简述了高压脉冲水射流提高煤层透气性的机理,介绍了钻割技术试验地点概况,分析了试验区域的钻孔设计,并对区域措施实施时间进行对比,以期为日后相关工作的顺利进行提供借鉴。

关键词：脉冲水射流钻孔割缝钻孔数量有效半径

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