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瓦斯抽采钻孔水射流扩孔修复增透技术研究及应用
1
作者
徐刚
孟子涵
+4 位作者
刘佳伟
刘晓
马利伟
单永科
金洪伟
《煤炭科学技术》
北大核心
2025年第9期319-329,共11页
瓦斯浓度衰减严重、抽采效率低下是我国煤矿瓦斯抽采中亟待解决的技术难题。依据水射流在空气中的射流结构建立了水射流破煤数学模型,应用空腔膨胀理论提出了水射流冲击作用下煤体破碎强度准则,进而得到了水射流破煤深度的计算方法;然...
瓦斯浓度衰减严重、抽采效率低下是我国煤矿瓦斯抽采中亟待解决的技术难题。依据水射流在空气中的射流结构建立了水射流破煤数学模型,应用空腔膨胀理论提出了水射流冲击作用下煤体破碎强度准则,进而得到了水射流破煤深度的计算方法;然后基于水射流对瓦斯抽采钻孔周围煤体的冲刷解堵作用、扩孔增透作用和冲击损伤作用阐释了瓦斯抽采钻孔水射流扩孔修复增透机理,并建立了钻孔周围煤体增透范围计算模型,获得了水射流作用下钻孔周围煤体径向应力、切向应力的分布规律;再采用有限元仿真软件LS-DYNA对水射流破煤过程进行了数值模拟,获得了射流压力作用下破煤深度的变化规律和煤体径向应力、煤体损伤的分布规律;最后研发了瓦斯抽采钻孔扩孔修复增透作业装置并在新安煤矿14250下部底板巷穿层钻孔进行了实践应用。结果表明:水射流破煤深度随射流压力的增大线性增加,随射流距离的增大线性减小,随煤体强度的增大呈幂函数形式减小;水射流对瓦斯抽采钻孔的增透作用包括冲刷解堵作用、扩孔增透作用和冲击损伤作用3个方面,水射流扩大了钻孔半径,增透范围随钻孔半径的增加而线性增大,水射流压力越高煤体径向应力和切向应力越大,钻孔周围煤体损伤范围也越大;形成了以喷头进入煤层段深度、冲出煤岩量和瓦斯浓度为指标的瓦斯抽采钻孔水射流扩孔修复增透效果评价体系。根据修复增透试验情况,喷头进入煤层段深度的比率达到90.5%,单孔冲出的煤岩量可达385.6kg,扩孔修复增透技术的实施使钻孔等效半径由56.50mm增大到114.02mm,增透范围由修复前的67.80mm扩大到136.82mm,瓦斯体积分数由修复前的1.40%提升到13.46%,实现了瓦斯抽采钻孔的冲刷解堵作用、扩孔增透作用和瓦斯抽采效果的显著提升。研究成果可为提升煤层瓦斯抽采钻孔的利用效率提供理论依据和技术支持。
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关键词
瓦斯抽采钻孔
水射流动压
破碎强度
扩孔
修复增透
瓦斯浓度
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职称材料
低渗煤层顺层钻孔塌堵孔修复增透技术研究
被引量：
8
2
作者
程虹铭
韩颖
+1 位作者
乔元栋
董川龙
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2017年第11期144-148,160,共6页
为实现顺层瓦斯抽采钻孔塌堵孔有效再利用,从空间、时间2个层面分析得出:抽采过程中钻孔周围煤体塑性区、煤体流变性及抽采负压对钻孔塌堵孔影响较为严重。借鉴穿层钻孔塌堵孔修复技术,以水射流为动力,以冲开塌堵孔段、击落塑性区煤体...
为实现顺层瓦斯抽采钻孔塌堵孔有效再利用,从空间、时间2个层面分析得出:抽采过程中钻孔周围煤体塑性区、煤体流变性及抽采负压对钻孔塌堵孔影响较为严重。借鉴穿层钻孔塌堵孔修复技术,以水射流为动力,以冲开塌堵孔段、击落塑性区煤体、冲出孔内破落煤体为目的,制定顺层钻孔塌堵孔修复增透技术;现场试验表明:顺层钻孔修复增透后,瓦斯抽采效果改善明显,抽采浓度平均升高1.4~5.0倍,抽采混合流量平均升高1.2~3.5倍;纯瓦斯抽采流量平均升高1.2~10.0倍;顺层钻孔塌堵孔修复增透技术除受修复增透工艺影响,还受钻孔倾角、封孔等影响。
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关键词
低渗煤层
顺层钻孔
塌堵孔
高压水射流
修复增透
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职称材料
抽采孔修复增透技术在石门揭煤中的应用
被引量：
1
3
作者
王洪盘
闫本正
+1 位作者
陶云奇
陈顶峰
《中国煤炭》
北大核心
2017年第11期97-100,119,共5页
针对演马庄矿石门揭煤存在突出危险性大、技术工艺复杂的问题,采用抽采钻孔修复增透技术,对石门揭煤区域设计的抽采钻孔进行水力冲孔修复,提高了钻孔的抽采效果,实现了石门揭煤区域储层的快速消突,大大提高了高突煤层石门揭煤的速度,较...
针对演马庄矿石门揭煤存在突出危险性大、技术工艺复杂的问题,采用抽采钻孔修复增透技术,对石门揭煤区域设计的抽采钻孔进行水力冲孔修复,提高了钻孔的抽采效果,实现了石门揭煤区域储层的快速消突,大大提高了高突煤层石门揭煤的速度,较好地解决了煤矿井下采掘作业接替紧张的现状。
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关键词
石门揭煤
突出危险性
钻孔
修复增透
技术
抽采效果
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职称材料
题名
瓦斯抽采钻孔水射流扩孔修复增透技术研究及应用
1
作者
徐刚
孟子涵
刘佳伟
刘晓
马利伟
单永科
金洪伟
机构
西安科技大学安全科学与工程学院
西部矿井瓦斯智能抽采工程研究中心
河南理工大学能源科学与工程学院
河南大有能源股份有限公司新安煤矿
出处
《煤炭科学技术》
北大核心
2025年第9期319-329,共11页
基金
国家重点研发计划资助项目(2018YFC0807805)
陕西省自然科学基础研究计划资助项目(2019JM-072)
陕西省自然科学基础研究计划资助项目(2025JC-YBMS-355)。
文摘
瓦斯浓度衰减严重、抽采效率低下是我国煤矿瓦斯抽采中亟待解决的技术难题。依据水射流在空气中的射流结构建立了水射流破煤数学模型,应用空腔膨胀理论提出了水射流冲击作用下煤体破碎强度准则,进而得到了水射流破煤深度的计算方法;然后基于水射流对瓦斯抽采钻孔周围煤体的冲刷解堵作用、扩孔增透作用和冲击损伤作用阐释了瓦斯抽采钻孔水射流扩孔修复增透机理,并建立了钻孔周围煤体增透范围计算模型,获得了水射流作用下钻孔周围煤体径向应力、切向应力的分布规律;再采用有限元仿真软件LS-DYNA对水射流破煤过程进行了数值模拟,获得了射流压力作用下破煤深度的变化规律和煤体径向应力、煤体损伤的分布规律;最后研发了瓦斯抽采钻孔扩孔修复增透作业装置并在新安煤矿14250下部底板巷穿层钻孔进行了实践应用。结果表明:水射流破煤深度随射流压力的增大线性增加,随射流距离的增大线性减小,随煤体强度的增大呈幂函数形式减小;水射流对瓦斯抽采钻孔的增透作用包括冲刷解堵作用、扩孔增透作用和冲击损伤作用3个方面,水射流扩大了钻孔半径,增透范围随钻孔半径的增加而线性增大,水射流压力越高煤体径向应力和切向应力越大,钻孔周围煤体损伤范围也越大;形成了以喷头进入煤层段深度、冲出煤岩量和瓦斯浓度为指标的瓦斯抽采钻孔水射流扩孔修复增透效果评价体系。根据修复增透试验情况,喷头进入煤层段深度的比率达到90.5%,单孔冲出的煤岩量可达385.6kg,扩孔修复增透技术的实施使钻孔等效半径由56.50mm增大到114.02mm,增透范围由修复前的67.80mm扩大到136.82mm,瓦斯体积分数由修复前的1.40%提升到13.46%,实现了瓦斯抽采钻孔的冲刷解堵作用、扩孔增透作用和瓦斯抽采效果的显著提升。研究成果可为提升煤层瓦斯抽采钻孔的利用效率提供理论依据和技术支持。
关键词
瓦斯抽采钻孔
水射流动压
破碎强度
扩孔
修复增透
瓦斯浓度
Keywords
gas drainage drilling
water jet dynamic pressure
crush strength
drilling expansion repair antireflection
gas concentration
分类号
TD712 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
低渗煤层顺层钻孔塌堵孔修复增透技术研究
被引量：
8
2
作者
程虹铭
韩颖
乔元栋
董川龙
机构
山西大同大学教学实验与实训中心
河南理工大学能源科学与工程学院
中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心
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
山西大同大学煤炭工程学院
出处
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2017年第11期144-148,160,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(51404093)
山西大同大学青年基金资助项目(2016Q12)
文摘
为实现顺层瓦斯抽采钻孔塌堵孔有效再利用,从空间、时间2个层面分析得出:抽采过程中钻孔周围煤体塑性区、煤体流变性及抽采负压对钻孔塌堵孔影响较为严重。借鉴穿层钻孔塌堵孔修复技术,以水射流为动力,以冲开塌堵孔段、击落塑性区煤体、冲出孔内破落煤体为目的,制定顺层钻孔塌堵孔修复增透技术;现场试验表明:顺层钻孔修复增透后,瓦斯抽采效果改善明显,抽采浓度平均升高1.4~5.0倍,抽采混合流量平均升高1.2~3.5倍;纯瓦斯抽采流量平均升高1.2~10.0倍;顺层钻孔塌堵孔修复增透技术除受修复增透工艺影响,还受钻孔倾角、封孔等影响。
关键词
低渗煤层
顺层钻孔
塌堵孔
高压水射流
修复增透
Keywords
low permeability seam
borehole drilling along seam
collapsed borehole
high pressure water jet
repair and permeability improved
分类号
TD712 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
抽采孔修复增透技术在石门揭煤中的应用
被引量：
1
3
作者
王洪盘
闫本正
陶云奇
陈顶峰
机构
河南能源化工集团研究院有限公司
河南省低渗突出煤层煤与瓦斯共采工程技术研究中心
出处
《中国煤炭》
北大核心
2017年第11期97-100,119,共5页
基金
基金项目:河南省创新型科技人才队伍建设工程(164100510024)
文摘
针对演马庄矿石门揭煤存在突出危险性大、技术工艺复杂的问题,采用抽采钻孔修复增透技术,对石门揭煤区域设计的抽采钻孔进行水力冲孔修复,提高了钻孔的抽采效果,实现了石门揭煤区域储层的快速消突,大大提高了高突煤层石门揭煤的速度,较好地解决了煤矿井下采掘作业接替紧张的现状。
关键词
石门揭煤
突出危险性
钻孔
修复增透
技术
抽采效果
Keywords
cross-hole coal mining, outburst risk, technology of repairing permeability by pumping hole, drainage effect
分类号
TD713.3 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
瓦斯抽采钻孔水射流扩孔修复增透技术研究及应用
徐刚
孟子涵
刘佳伟
刘晓
马利伟
单永科
金洪伟
《煤炭科学技术》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
低渗煤层顺层钻孔塌堵孔修复增透技术研究
程虹铭
韩颖
乔元栋
董川龙
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2017
8
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
抽采孔修复增透技术在石门揭煤中的应用
王洪盘
闫本正
陶云奇
陈顶峰
《中国煤炭》
北大核心
2017
1
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职称材料
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