蒙东地区煤层顶板防治水地面钻井治理技术研究

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作者 朱泽斌 张明 +3 位作者 张小龙 张军浪 历彦福 康玉国 《中国煤炭》 北大核心 2025年第2期70-78,共9页

内蒙古敏东一矿163号煤层工作面在回采过程中煤层顶板裂缝带发育,煤炭采出后涌水量大增,为消除水害,确保工作面安全回采,通过对矿区工作面水文地质条件及导水特性进行分析,制定了工作面上部Ⅱ含水层钻井注浆帷幕截流与巷道封堵的综合防... 内蒙古敏东一矿163号煤层工作面在回采过程中煤层顶板裂缝带发育,煤炭采出后涌水量大增,为消除水害,确保工作面安全回采,通过对矿区工作面水文地质条件及导水特性进行分析,制定了工作面上部Ⅱ含水层钻井注浆帷幕截流与巷道封堵的综合防治水措施。采用地面垂直钻孔与地面定向钻孔相结合的方法进行地面治理,在煤系地层沿含水层走向和垂向同时注浆,快速拦截西、北方向的补给水源。为快速解决井下出水溃泥的问题,减少各处水仓、沉淀池淤泥量,运输巷和回风巷各施工一段注浆封闭段,封堵工作面出水溃泥沿巷道向外涌出的通道。 展开更多

关键词 顶板防治水 地面钻井 注浆技术 帷幕截流

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大直径地面钻井采空区采动区瓦斯抽采理论与技术 被引量：130

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作者 袁亮 郭华 +2 位作者 李平 梁运培 廖斌琛 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期1-8,共8页

地面钻井抽采采空采动区瓦斯技术在世界范围内的应用越来越广泛,然而仍存在着瓦斯流量和浓度偏低以及钻井稳定性差的问题。基于淮南矿业集团和澳大利亚的应用实践,开展了大直径地面钻井提高瓦斯抽采效果的理论与技术研究。通过对围岩采... 地面钻井抽采采空采动区瓦斯技术在世界范围内的应用越来越广泛,然而仍存在着瓦斯流量和浓度偏低以及钻井稳定性差的问题。基于淮南矿业集团和澳大利亚的应用实践,开展了大直径地面钻井提高瓦斯抽采效果的理论与技术研究。通过对围岩采动影响和瓦斯抽采效果的数值模拟,参考瓦斯高效抽采范围的高位环形体理念,进行了抽采管径分别为244.5 mm和177.8 mm的大直径地面钻井设计和抽采瓦斯试验。试验结果表明:大直径地面钻井在抽采效果、控制工作面瓦斯涌出以及钻井稳定性上均明显优于普通钻井,瓦斯抽采总量可达316.7万m3,瓦斯纯量达170万m3,服务时间达106 d,能够有效地控制工作面回风瓦斯浓度;地面钻井布置于回风巷一侧在抽采效果上优于进风巷一侧,前者瓦斯抽采量和浓度分别高于后者33.7%和75.3%。 展开更多

关键词 大直径钻井 采空区 采动区 瓦斯 地面钻井 钻孔稳定性

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地面钻井抽采卸压煤层及采空区瓦斯的流量计算模型 被引量：34

3

作者 周福宝 夏同强 +2 位作者 刘应科 胡胜勇 张占国 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期1638-1643,共6页

以神华宁夏煤业集团乌兰煤矿地面钻井瓦斯抽采系统为研究背景,根据质量守恒和能量守恒定律,建立了确定地面钻井抽采卸压煤层及采空区瓦斯流量的数学模型,采用该模型对乌兰煤矿保护层开采区域钻井抽采的不同瓦斯源的流量进行了计算,结果... 以神华宁夏煤业集团乌兰煤矿地面钻井瓦斯抽采系统为研究背景,根据质量守恒和能量守恒定律,建立了确定地面钻井抽采卸压煤层及采空区瓦斯流量的数学模型,采用该模型对乌兰煤矿保护层开采区域钻井抽采的不同瓦斯源的流量进行了计算,结果表明,2、3号卸压煤层瓦斯抽采量占总抽采量的52.0%～89.1%,充分反映了保护层开采具有显著的卸压效果。 展开更多

关键词 地面钻井 瓦斯抽采 卸压煤层 瓦斯流量

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地面钻井套管耦合变形作用机理 被引量：20

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作者 孙海涛 郑颖人 +1 位作者 胡千庭 林府进 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期823-829,共7页

通过力学分析构建了地面钻井套管的剪切和拉伸破坏模型,并对各参数的影响规律进行了分析,指出:套管拉、剪应力随套管壁厚的增加而逐渐减小,这一参数是改变套管应力条件的最容易控制参数;同时,构建了对钻井套管抗拉、剪安全性进行判断的... 通过力学分析构建了地面钻井套管的剪切和拉伸破坏模型,并对各参数的影响规律进行了分析,指出:套管拉、剪应力随套管壁厚的增加而逐渐减小,这一参数是改变套管应力条件的最容易控制参数;同时,构建了对钻井套管抗拉、剪安全性进行判断的拉、剪安全系数判识方法,以对钻井套管安全性进行评估。通过三维数值模型和晋城煤业集团成庄煤矿的地面钻井现场工程试验数据对建立的理论模型和规律进行了验证,证明了模型和规律的正确性。 展开更多

关键词 地面钻井 套管 耦合变形 拉剪应力 安全系数

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地面钻井抽放采动区域瓦斯技术的试验研究 被引量：23

5

作者 张军 孙东玲 +1 位作者 黄旭超 孙炳兴 《矿业安全与环保》 北大核心 2007年第1期1-2,5,共3页

在分析了采动区域卸压瓦斯的流场分布及赋存状态的基础上,阐述了利用地面钻井抽放采动区域卸压瓦斯的原理及试验研究、应用情况。实践表明,地面钻井对抽放采动区域瓦斯效果较好。

关键词 地面钻井 采动区域 流场 瓦斯抽放

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地面钻井抽采卸压瓦斯的试验研究 被引量：11

6

作者 葛春贵 王海锋 +1 位作者 程远平 宋庆尧 《矿业安全与环保》 北大核心 2010年第2期4-6,10,共4页

为缩短瓦斯抽采工程工期、降低瓦斯治理成本,高效抽采上被保护层的卸压瓦斯,在淮北芦岭煤矿开展了地面钻井抽采卸压瓦斯的工程应用试验研究。论述了地面钻井抽采卸压瓦斯的技术原理及抽采卸压瓦斯的地面钻井基本结构。根据试验结果,地... 为缩短瓦斯抽采工程工期、降低瓦斯治理成本,高效抽采上被保护层的卸压瓦斯,在淮北芦岭煤矿开展了地面钻井抽采卸压瓦斯的工程应用试验研究。论述了地面钻井抽采卸压瓦斯的技术原理及抽采卸压瓦斯的地面钻井基本结构。根据试验结果,地面钻井共抽采10个月,累计抽采瓦斯量2.484Mm3。瓦斯抽采分为增长期、产气高峰期和衰减期3个阶段,其中,产气高峰期历时4个月,瓦斯抽采浓度为60%～90%,平均抽采量达10.6m3/min。配合其他抽采措施,对应中组煤的瓦斯抽采率达70.6%,残余瓦斯含量降为5.2m3/t,残余瓦斯压力降为0.53MPa,消除了中组煤的突出危险性。最后对地面钻井卸压瓦斯抽采效果的影响因素进行了分析。 展开更多

关键词 地面钻井 卸压瓦斯 瓦斯抽采 影响因素

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地面钻井抽采采动卸压瓦斯来源分析 被引量：19

7

作者 陈金华 胡千庭 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2009年第12期38-42,共5页

为了考察地面钻井对上覆远距离煤层卸压瓦斯的抽采效果,通过淮南潘一矿地面钻井抽采采动卸压瓦斯的现场试验,对地面钻井抽采瓦斯来源进行了分析。结果表明:运用地面钻井抽采多煤层卸压瓦斯时,地面钻井具有抽采采空区瓦斯和上覆远距离煤... 为了考察地面钻井对上覆远距离煤层卸压瓦斯的抽采效果,通过淮南潘一矿地面钻井抽采采动卸压瓦斯的现场试验,对地面钻井抽采瓦斯来源进行了分析。结果表明:运用地面钻井抽采多煤层卸压瓦斯时,地面钻井具有抽采采空区瓦斯和上覆远距离煤层卸压瓦斯的双重作用,但以抽采上覆远距离煤层卸压瓦斯为主,以抽采采空区瓦斯为辅,地面钻井抽采13煤卸压瓦斯量占总抽采量的75.0%,对在采动影响范围内的13煤的瓦斯抽采率达到了27.5%,局部区段的瓦斯抽采率达到了35.3%;运用保护层开采和地面钻井抽采采动卸压瓦斯相结合的技术,对上覆远距离被保护煤层的卸压瓦斯起到良好的抽采效果,为后期上覆煤层的安全高效开采提供保障。 展开更多

关键词 地面钻井 卸压抽采 上覆远距离煤层 瓦斯来源

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地面钻井抽采瓦斯技术的发展方向 被引量：23

8

作者 周德昶 焦先军 《矿业安全与环保》 北大核心 2006年第6期77-79,88,共4页

地面钻井抽采瓦斯是瓦斯治理和煤层气开发的一种有效手段。淮南矿区在松软低透气性的煤层赋存条件下,通过瓦斯治理与采矿技术相结合,经多年实践,探索出了地面钻井抽采瓦斯技术的发展方向,其有关成熟做法对类似地质条件的矿区具有借鉴意义。

关键词 地面钻井 卸压抽采 钻井结构

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新型抗弯、抗剪地面钻井井身结构研究与应用 被引量：3

9

作者 刘应科 周福宝 +2 位作者 刘春 胡胜勇 王圣程 《中国煤炭》 北大核心 2012年第1期92-95,共4页

将理论分析和数值模拟相结合,分析了影响地面钻井井身结构稳定性的因素,设计了新型抗弯、抗剪井身结构,并在神华宁夏煤业集团乌兰煤矿进行了工程应用。结果表明,所设计的新型抗弯、抗剪井身结构大幅度延长地面钻井的有效抽采时间,单井... 将理论分析和数值模拟相结合,分析了影响地面钻井井身结构稳定性的因素,设计了新型抗弯、抗剪井身结构,并在神华宁夏煤业集团乌兰煤矿进行了工程应用。结果表明,所设计的新型抗弯、抗剪井身结构大幅度延长地面钻井的有效抽采时间,单井最短抽采期为71d,最长抽采期达到760d,其中抽采期大于100d的钻井占钻井总数的81.8%,可以满足卸压瓦斯长期抽采的要求。 展开更多

关键词 地面钻井 井身结构 瓦斯抽采管 筛管

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地面钻井井筒围岩移动变形的相似模拟实验分析 被引量：2

10

作者 李日富 林府进 张军 《矿业安全与环保》 北大核心 2009年第S1期1-3,246,共4页

根据主断面内岩层的最大下沉点位于水平煤层采空区中心正上方的规律,推导出定点埋深下岩层水平当量滑移及垂直当量位移的计算公式,初步分析得出岩层强度突变处是抽采钻井破坏的危险位置。通过物理相似模拟试验,验证了理论推导的结果,并... 根据主断面内岩层的最大下沉点位于水平煤层采空区中心正上方的规律,推导出定点埋深下岩层水平当量滑移及垂直当量位移的计算公式,初步分析得出岩层强度突变处是抽采钻井破坏的危险位置。通过物理相似模拟试验,验证了理论推导的结果,并进一步得出无序的岩层移动过程导致钻井的破坏往往不会是单一的切断或拉断模式,井筒结构必须具有较全面的抗破坏性能才能保证抽采钻井的使用寿命。 展开更多

关键词 地面钻井 岩层移动 水平位移 垂直位移 相似模拟

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地面钻井抽采被保护层采动区卸压瓦斯技术研究 被引量：17

11

作者 甘林堂 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第11期110-115,共6页

为了保证淮南矿区地面钻井能对被保护煤层卸压瓦斯进行有效抽采,实现被保护层的高瓦斯强突出煤层转变为低瓦斯煤层,基于下保护层工作面开采时,上覆关键层覆岩移动变形裂隙分布状况和不同岩(煤)层段的覆岩移动剪切破断机理,提出了淮南矿... 为了保证淮南矿区地面钻井能对被保护煤层卸压瓦斯进行有效抽采,实现被保护层的高瓦斯强突出煤层转变为低瓦斯煤层,基于下保护层工作面开采时,上覆关键层覆岩移动变形裂隙分布状况和不同岩(煤)层段的覆岩移动剪切破断机理,提出了淮南矿区抽采上覆被保护层卸压瓦斯的地面钻井设计参数和结构工艺,通过将地面钻井布置在工作面采动裂隙发育的“O”型圈内或中部离层裂隙发育区,钻井结构设计为采用软岩层、远岩层强抗固井,近岩层、硬岩层扩孔避让护井,减少钻井剪切破断。结果表明:平均单井抽采瓦斯量272万m^3,钻井直径提高38%,抽采量提高69%,被保护层13-1煤瓦斯含量由9.02 m^3/t降至3.61 m^3/t,瓦斯压力由3.8 MPa降至0.2 MPa,取得了良好的安全经济效益。 展开更多

关键词 地面钻井 瓦斯抽采 强抗固井 避让护井 剪切破断

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地面钻井抽采负压对采空区气体流场分布影响 被引量：7

12

作者 李日富 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2012年第7期38-40,88,共4页

将采空区视为各向同性多孔介质,构建了采空区气体流场基本闭合方程组,利用FLUENT模拟软件对采空区内部气体流场进行模拟,分析了地面钻井不同抽采条件下的采空区内部气体浓度分布特征,以此研究地面钻井不同抽采负压对采空区气体流场的影... 将采空区视为各向同性多孔介质,构建了采空区气体流场基本闭合方程组,利用FLUENT模拟软件对采空区内部气体流场进行模拟,分析了地面钻井不同抽采条件下的采空区内部气体浓度分布特征,以此研究地面钻井不同抽采负压对采空区气体流场的影响。研究发现地面钻井布置在采空区靠近回风巷20～70 m有利于抽采,且负压抽采可能给采空区带来自然发火的危险,但在采取一定的监控措施下,40～50 kPa的抽采负压是可取的。 展开更多

关键词 地面钻井 采空区气体流场 抽采负压 数值模拟

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地面钻井抽采上覆远距离煤层卸压瓦斯的试验研究 被引量：9

13

作者 陈金华 《矿业安全与环保》 北大核心 2010年第2期23-26,共4页

以地面钻井抽采上覆远距离煤层卸压瓦斯原理为基础,对淮南潘一矿地面钻井抽采上覆远距离煤层卸压瓦斯技术进行了试验研究。试验结果表明,在开采下保护层的同时配合上覆远距离被保护煤层的地面钻井瓦斯抽采,能有效降低上覆远距离被保护... 以地面钻井抽采上覆远距离煤层卸压瓦斯原理为基础,对淮南潘一矿地面钻井抽采上覆远距离煤层卸压瓦斯技术进行了试验研究。试验结果表明,在开采下保护层的同时配合上覆远距离被保护煤层的地面钻井瓦斯抽采,能有效降低上覆远距离被保护煤层的瓦斯含量,提高下保护层对上覆煤层的有效保护高度和保护效果。该技术对同类型矿区中低透气性、高瓦斯上覆远距离突出煤层的瓦斯抽采和突出防治具有一定的借鉴和指导意义。 展开更多

关键词 地面钻井 卸压抽采 上覆远距离煤层 瓦斯抽采

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地面钻井剪切变形破坏的时空规律分析 被引量：1

14

作者 林府进 《矿业安全与环保》 北大核心 2011年第6期1-5,8,共6页

为有效预防地面瓦斯抽采钻井的剪切变形破坏,建立了基于采场上覆岩层层面剪切滑移效应的采场任意点地面钻井剪切变形破坏模型,并对套管变形随回采工作面推进的空间分布和时间变化规律进行了分析,同时运用3DEC数值模拟软件对模型进行模... 为有效预防地面瓦斯抽采钻井的剪切变形破坏,建立了基于采场上覆岩层层面剪切滑移效应的采场任意点地面钻井剪切变形破坏模型,并对套管变形随回采工作面推进的空间分布和时间变化规律进行了分析,同时运用3DEC数值模拟软件对模型进行模拟分析并与现场工程实例进行了对比验证。指出地面抽采钻井应优先布置在采场中部区域以减小剪切变形,模型描述的规律对地面钻井的施工布井和钻井防护具有较强的工程指导意义。 展开更多

关键词 地面钻井 瓦斯抽采 剪切滑移 时空规律

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地面钻井抽采采空区瓦斯技术及工程应用 被引量：3

15

作者 何宇雄 刘应科 韩巍 《中国煤炭》 北大核心 2015年第5期120-123,共4页

余吾煤业公司采用放顶煤开采技术,针对低透气性煤层提出了地面钻井抽采采空区瓦斯技术,设计了防剪切破断井身结构和最优布井位置,优化了钻井设计方案。工程实践结果表明,地面钻井单井最长抽采期为57d,纯瓦斯抽采流量最大值为12.94 m3/m... 余吾煤业公司采用放顶煤开采技术,针对低透气性煤层提出了地面钻井抽采采空区瓦斯技术,设计了防剪切破断井身结构和最优布井位置,优化了钻井设计方案。工程实践结果表明,地面钻井单井最长抽采期为57d,纯瓦斯抽采流量最大值为12.94 m3/min,单井累计抽采纯瓦斯39.31×104 m3,上隅角平均预警次数由抽采前8.3次降至1.03次,显著降低了井下瓦斯超限频率,保证了矿井安全高效生产。 展开更多

关键词 低透气性煤层 放顶煤开采 地面钻井 瓦斯抽采 采空区瓦斯 预警次数

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地面钻井瓦斯抽采技术研究与实践 被引量：6

16

作者 许令要 《煤矿开采》 2008年第3期95-96,13,共3页

新集一矿北中央区域C13-1煤层具有煤与瓦斯突出危险性,为确保工作面安全布置及回采,需要探索突出煤层放顶煤开采瓦斯防治及消突技术。通过下保护层131103工作面开采,布置地面钻井,进行被保护层C13-1煤瓦斯抽采,认真考察了抽采量、抽采... 新集一矿北中央区域C13-1煤层具有煤与瓦斯突出危险性,为确保工作面安全布置及回采,需要探索突出煤层放顶煤开采瓦斯防治及消突技术。通过下保护层131103工作面开采,布置地面钻井,进行被保护层C13-1煤瓦斯抽采,认真考察了抽采量、抽采有效距离等,与井下底板巷密集钻孔相比较,取得了良好的经济、社会效应。 展开更多

关键词 保护层开采 地面钻井 瓦斯抽采

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乌兰煤矿地面钻井抽采上覆远距离煤层卸压瓦斯的技术实践 被引量：4

17

作者 刘玉玲 周和平 苏哲 《矿业安全与环保》 北大核心 2012年第S1期65-68,共4页

介绍了乌兰煤矿利用地面钻井抽采上覆远距离煤层卸压瓦斯的技术,实践表明,在开采下保护层的同时配合地面钻井抽采上覆远距离被保护煤层的卸压瓦斯,能有效降低上覆远距离被保护煤层的瓦斯含量及瓦斯压力,取得较好的保护效果。总结了影响... 介绍了乌兰煤矿利用地面钻井抽采上覆远距离煤层卸压瓦斯的技术,实践表明,在开采下保护层的同时配合地面钻井抽采上覆远距离被保护煤层的卸压瓦斯,能有效降低上覆远距离被保护煤层的瓦斯含量及瓦斯压力,取得较好的保护效果。总结了影响地面钻井抽采效果的因素及优缺点,为选用地面钻井抽采方法提供一定的借鉴和指导。 展开更多

关键词 地面钻井 瓦斯抽采 卸压瓦斯 影响因素

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地面钻井式抽采混合煤层气研究与实践 被引量：2

18

作者 张建民 《特种油气藏》 CAS CSCD 2009年第5期91-93,100,共4页

为促进煤矿安全、资源利用、环境保护和综合效益的和谐发展,根据混合煤层气的产出机理及钻井式抽采混合煤层气的原理,对混合煤层气富集的控制因素和井位设计原则等进行了较深入的研究和探讨。研究与实践表明,采用地面钻井方式对采动区... 为促进煤矿安全、资源利用、环境保护和综合效益的和谐发展,根据混合煤层气的产出机理及钻井式抽采混合煤层气的原理,对混合煤层气富集的控制因素和井位设计原则等进行了较深入的研究和探讨。研究与实践表明,采用地面钻井方式对采动区和采空区混合煤层气进行抽采,单井产量高,见效快,既可以减轻因煤矿抽放至大气造成大气污染,又可减少CH4向连通的正在开采的工作面运移,减轻其通风压力,大大缓解煤炭开采过程中的安全事故,是油、煤两大企业合作的基础,对同类煤层气资源的有效开发具有重要的参考价值与借鉴意义。 展开更多

关键词 地面钻井 抽采 混合煤层气 井位设计

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地面抽采钻井剪切变形破坏的关键层影响效应 被引量：13

19

作者 孙海涛 刘东燕 +1 位作者 梁运培 李日富 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期550-555,共6页

地面钻井抽采煤层瓦斯不影响工作面回采且可以采前预抽、采动抽采和采空区抽采,是一种解决矿井高瓦斯行之有效的方式。但受煤层回采的影响,当回采工作面推过地面钻井位置后钻井套管迅速发生破坏,无法充分发挥其抽采采空区瓦斯的效应。因... 地面钻井抽采煤层瓦斯不影响工作面回采且可以采前预抽、采动抽采和采空区抽采,是一种解决矿井高瓦斯行之有效的方式。但受煤层回采的影响,当回采工作面推过地面钻井位置后钻井套管迅速发生破坏,无法充分发挥其抽采采空区瓦斯的效应。因此,建立了基于采区上覆岩层层面剪切滑移效应的地面钻井剪切变形破坏模型,并对关键层对钻井套管剪切变形的影响效应进行了研究,以为地面抽采钻井防护提供工程指导,同时,运用3DEC离散元数值模拟程序对模型进行了模拟分析,并与现场工程实例进行对比验证。结果证明,模型描述的规律性是可靠的,具有较强的工程指导意义。 展开更多

关键词 瓦斯抽采 地面钻井 剪切滑移 关键层

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采空区瓦斯地面抽采钻井稳定性因素分析 被引量：22

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作者 李日富 梁运培 +1 位作者 欧聪 牟景珊 《矿业安全与环保》 北大核心 2008年第3期11-13,17,共4页

以淮南矿区张北矿地面钻井抽采采空区瓦斯试验为背景,通过对比分析淮南矿区各试验钻井抽采数据,运用数值模拟的手段,分析讨论了采空区上覆岩层在采动影响下的时空运移、破坏规律,在此基础上对影响地面抽采钻井稳定性的主要参数进行了分... 以淮南矿区张北矿地面钻井抽采采空区瓦斯试验为背景,通过对比分析淮南矿区各试验钻井抽采数据,运用数值模拟的手段,分析讨论了采空区上覆岩层在采动影响下的时空运移、破坏规律,在此基础上对影响地面抽采钻井稳定性的主要参数进行了分析,并总结出提高地面抽采钻井稳定性的相关建议,对采空区瓦斯抽采技术的研究和推广应用具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 地面钻井 采空区 瓦斯抽采 钻井稳定性 采场覆岩

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