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松软煤层深孔定向“钻-冲-护”一体化增透促抽技术
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作者 李高健 栗海滔 《煤炭工程》 北大核心 2025年第2期103-111,共9页
为在松软煤层中实现精准、高效、稳定的瓦斯抽采,针对松软煤层深孔钻进轨迹漂移大、透气性低抽采效果差、钻孔易塌孔报废率高等难题,提出松软煤层深孔定向“钻-冲-护”一体化增透促抽技术。该技术通过滑动钻进和复合钻进相结合的方式实... 为在松软煤层中实现精准、高效、稳定的瓦斯抽采,针对松软煤层深孔钻进轨迹漂移大、透气性低抽采效果差、钻孔易塌孔报废率高等难题,提出松软煤层深孔定向“钻-冲-护”一体化增透促抽技术。该技术通过滑动钻进和复合钻进相结合的方式实现定向钻进工艺,通过水力冲孔工艺优化煤体应力环境实现增透促抽,通过筛管护孔工艺为孔壁提供一定支撑保证瓦斯抽采通道。工程实践表明:在松软煤层中实施深孔定向“钻-冲-护”一体化增透促抽技术,单孔最大总进尺达1942 m,为保障精准抽采奠定了基础;最长稳定抽采时间超450 d,单孔累计抽采瓦斯量超10万m^(3),护孔率最大达92.6%,实现了全孔段护孔,突破了松软煤层抽采区域不精准、抽采效果差和效率低等难题,实现了松软煤层深孔精准、高效、稳定抽采瓦斯。 展开更多
关键词 定向钻进 水力增透 筛管护孔 煤层增透 瓦斯促抽
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煤层瓦斯等离子脉冲波增透技术试验
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作者 李晓 《能源技术与管理》 2025年第1期168-170,共3页
针对低透气性煤层瓦斯增透技术难题,霍尔辛赫煤业开展了等离子脉冲波煤层瓦斯增透技术试验,在3801回风顺槽进行了脉冲波增透影响范围和抽采效果考察,并对监测统计得到的增透钻孔与普通钻孔的抽采浓度、混量和纯量进行了对比分析。结果表... 针对低透气性煤层瓦斯增透技术难题,霍尔辛赫煤业开展了等离子脉冲波煤层瓦斯增透技术试验,在3801回风顺槽进行了脉冲波增透影响范围和抽采效果考察,并对监测统计得到的增透钻孔与普通钻孔的抽采浓度、混量和纯量进行了对比分析。结果表明,脉冲波增透技术试验取得了良好效果,达到了预期目标。 展开更多
关键词 瓦斯抽采 脉冲波增透 抽采半径 增透效果
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基于硅树脂和硅油制备的增透超滑自清洁涂层
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作者 常国华 杨彤 +5 位作者 吴石莲 李承刚 关润泽 周炳见 王娟 杨宇 《高分子材料科学与工程》 北大核心 2025年第1期145-153,共9页
鉴于光伏板在应用中迫切需要具有自清洁或易清洁的功能,文中开发了一种涂覆在光伏板上具有增透作用的超滑自清洁涂层。该涂层由有机硅树脂、甲基硅油、环氧树脂和硅烷偶联剂制备而成。这种超滑疏水涂层配制溶液均匀,可通过便捷的提拉和... 鉴于光伏板在应用中迫切需要具有自清洁或易清洁的功能,文中开发了一种涂覆在光伏板上具有增透作用的超滑自清洁涂层。该涂层由有机硅树脂、甲基硅油、环氧树脂和硅烷偶联剂制备而成。这种超滑疏水涂层配制溶液均匀,可通过便捷的提拉和刷涂工艺制备而成。该涂层对纯水、甲基蓝等水基液体具有小于10°的滑动性能,静态水接触角可达109°,呈疏水特性;且涂层具有优异的稳定性,在400目砂纸打磨100次循环下,涂层性能基本保持不变,对基底的黏合强度高,放置30 d后,涂层仍黏合良好;相对于裸玻璃表面具有2%~3%左右的光学增透率,应用于太阳电池表面具有0.18%初始效率的提升。此外,这种超滑涂层还具有显著的疏水、防污特性和自洁能力,在光伏领域具有潜在的应用价值。 展开更多
关键词 硅树脂 超滑涂层 疏水 自清洁 增透
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大流量水力压裂增透技术及致裂效果评价方法研究
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作者 何峰 王勇 +3 位作者 杜鹏飞 江泽标 张国江 程林 《煤炭科技》 2025年第1期125-131,135,共8页
水力压裂是目前最常用的煤层增透技术,对瓦斯的高效抽采十分重要。为了解决水力压裂技术因装备技术水平不足以及评价方法不完善造成的孔径小、流量小、难评价的问题,提升矿井瓦斯抽采效率,通过多泵并联压裂系统、瞬变电磁法、钻孔验证(... 水力压裂是目前最常用的煤层增透技术,对瓦斯的高效抽采十分重要。为了解决水力压裂技术因装备技术水平不足以及评价方法不完善造成的孔径小、流量小、难评价的问题,提升矿井瓦斯抽采效率,通过多泵并联压裂系统、瞬变电磁法、钻孔验证(盐度检测)等压裂范围检测技术,对大孔径、大流量水力压裂增透技术及评价方法进行了研究。研究结果表明,该技术可以适应煤矿井下实际工作环境与要求,压裂钻孔的影响半径最大达到152.5 m;采用该技术的压裂区域内抽采钻孔平均单孔抽采纯量是普通技术的2.29~3.25倍,部分区域平均单孔抽采纯量可达普通压裂技术的3.70~5.25倍,水力压裂增透效果良好。 展开更多
关键词 瓦斯防治 水力压裂 煤层增透 效果评估 瓦斯抽采
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脉冲射流割缝与水力冲孔对煤层增透效果研究
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作者 裴胜强 邹禄 《山东煤炭科技》 2025年第2期110-114,共5页
水射流措施往往在煤层增透上有着良好效果,但是不同的水射流措施所取得的效果各不相同。为解决常规不同水射流对煤层的破坏机理,采用相同水压的脉冲水射流和水力冲孔这两种不同水射流措施在贵州#新田煤矿9煤层上进行试验。试验结果表明... 水射流措施往往在煤层增透上有着良好效果,但是不同的水射流措施所取得的效果各不相同。为解决常规不同水射流对煤层的破坏机理,采用相同水压的脉冲水射流和水力冲孔这两种不同水射流措施在贵州#新田煤矿9煤层上进行试验。试验结果表明,随着水压稳定在20 MPa时,水力冲孔措施所冲出煤量大于脉冲射流措施所冲出的煤量,并且水力冲孔煤块为微粒形煤块,脉冲射流所冲出的煤块为大块样煤块。脉冲射流的单孔瓦斯流量较水力冲孔的单孔瓦斯流量增长了1.18倍,瓦斯浓度较水力冲孔的增长了13.46%,对于出煤量少的现象是脉冲射流对煤表面呈现出裂纹细密且规则的破碎效果,水力冲孔对煤表面呈现出破碎效果,裂纹混乱且无规律。 展开更多
关键词 脉冲射流 水力冲孔 煤层增透 瓦斯抽采
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电脉冲制裂煤体增透技术研究
6
作者 郑行行 甘胤 +1 位作者 杨晶晶 林华颖 《煤》 2025年第3期19-22,84,共5页
煤层增透技术是解决低透高瓦斯煤体,降低煤矿瓦斯事故的方法之一,为研究电脉冲技术对煤体增透的效果,采用电脉冲增透平台对煤样进行不同冲击次数实验,分析煤样在不同冲击下裂隙与孔隙演化特征,结合煤样孔容测定,分析电脉冲对煤体的最佳... 煤层增透技术是解决低透高瓦斯煤体,降低煤矿瓦斯事故的方法之一,为研究电脉冲技术对煤体增透的效果,采用电脉冲增透平台对煤样进行不同冲击次数实验,分析煤样在不同冲击下裂隙与孔隙演化特征,结合煤样孔容测定,分析电脉冲对煤体的最佳冲击次数,并测定煤体渗透率确定电脉冲增透技术的可行性。研究结果表明:样冲击次数与分形维数在0~60次冲击次数下呈正比关系,当冲击次数达到40次后,曲线增长斜率放缓。结合孔容数据,煤样在金属丝作为电脉冲材料下冲击30次为较优结果;通过渗透率测试,增透后煤体渗透率由0.047增加至0.081,渗透率增加0.72倍;电脉冲作用后煤体的有效孔隙率增加40%左右。研究成果为研究电脉冲对煤体破坏机理提供理论基础。 展开更多
关键词 煤层增透 电脉冲 孔隙-裂隙 分形维数
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煤矿深部煤层水力压裂增透效果研究
7
作者 翟勇 《能源与节能》 2025年第3期288-291,317,共5页
以山西省阳泉市市区西部新景矿为试验工点,基于现场原位试验,选取深部高瓦斯低透气性煤层(15号煤层)为研究对象,从抽采效果、压裂影响范围、瓦斯含量多方面对深部煤层水力压裂增透效果进行了探讨。结果表明:水力压裂能有效提升瓦斯抽采... 以山西省阳泉市市区西部新景矿为试验工点,基于现场原位试验,选取深部高瓦斯低透气性煤层(15号煤层)为研究对象,从抽采效果、压裂影响范围、瓦斯含量多方面对深部煤层水力压裂增透效果进行了探讨。结果表明:水力压裂能有效提升瓦斯抽采效率,瓦斯抽采体积分数、流量、纯流量经压裂试验后分别提升了2.05、1.96、10.65倍;水力压裂影响范围为10~20 m,渗透速度及方向受煤层水平倾角及试验巷道倾角影响;经水力压裂后,煤层瓦斯含量从11.63m^(3)/t降到5.49m^(3)/t,降低了52.79%。 展开更多
关键词 水力压裂 深部煤层 瓦斯抽采 增透效果
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松软煤层酸化增透效果评价与预测方法研究
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作者 秦兴林 《煤炭技术》 2025年第4期190-193,共4页
研究了松软煤层酸化增透技术,旨在提高煤层透气性和瓦斯抽采效率。通过酸性溶液与煤层矿物质反应,改善孔隙结构,从而提升瓦斯渗透性。实验显示不同浓度的酸性溶液对增透效果有显著影响,其中5%的盐酸溶液效果最佳。实验室和现场试验均证... 研究了松软煤层酸化增透技术,旨在提高煤层透气性和瓦斯抽采效率。通过酸性溶液与煤层矿物质反应,改善孔隙结构,从而提升瓦斯渗透性。实验显示不同浓度的酸性溶液对增透效果有显著影响,其中5%的盐酸溶液效果最佳。实验室和现场试验均证实了酸化增透技术的有效性,并可通过数学模型和人工智能法进行效果预测和优化。这些方法为煤炭开采提供了新的技术支持,有助于保障煤矿安全生产和提高资源利用率。 展开更多
关键词 松软煤层 酸化增透 瓦斯抽采 评价与预测
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低渗透煤层水力造穴卸压增透瓦斯抽采技术研究
9
作者 张帅 《陕西煤炭》 2025年第4期14-18,共5页
针对屯兰矿8号煤层瓦斯含量高、低渗透性、瓦斯抽采效果差等难题,采用数值模拟和现场试验的方法,建立了水力造穴卸压增透瓦斯抽采数值计算模型,量化分析了内部因素和外部因素对水力造穴煤层卸压增透的影响规律。研究表明,内部因素中煤... 针对屯兰矿8号煤层瓦斯含量高、低渗透性、瓦斯抽采效果差等难题,采用数值模拟和现场试验的方法,建立了水力造穴卸压增透瓦斯抽采数值计算模型,量化分析了内部因素和外部因素对水力造穴煤层卸压增透的影响规律。研究表明,内部因素中煤层瓦斯原始压力越大,水力冲孔的卸压效果越明显,而煤层原始渗透率越大,水力冲孔的卸压增透效果越好;外部因素中钻孔间距越小,水力冲孔的卸压增透效果越好,而钻孔直径对水力冲孔的卸压增透效果存在一个最优值。将水力造穴卸压增透瓦斯抽采技术进行了现场试验,根据钻孔窥视和瓦斯抽采流量监测结果,水力造穴情况和瓦斯抽采效果良好。 展开更多
关键词 低渗煤层 水力造穴 卸压增透 瓦斯抽采
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峨眉山玄武岩组煤系夹层卸压增透关键技术研究
10
作者 龙声德 段勇信 《煤》 2025年第3期36-38,70,共4页
为解决贵州松河煤业发展有限责任公司峨眉山玄武岩组煤系夹层掘进期间瓦斯治理问题,提出了峨眉山玄武岩组煤系夹层卸压增透关键技术:首先在抽采巷实施区域防突措施对掘进区域进行消突,其次在掘进工作面左右错距施工拦截钻场和工作面施... 为解决贵州松河煤业发展有限责任公司峨眉山玄武岩组煤系夹层掘进期间瓦斯治理问题,提出了峨眉山玄武岩组煤系夹层卸压增透关键技术:首先在抽采巷实施区域防突措施对掘进区域进行消突,其次在掘进工作面左右错距施工拦截钻场和工作面施工顺层机械造穴钻孔进行卸压增透,最后在抽采巷内施工穿层拦截钻孔。该技术实施后,113203掘进工作面月平均进尺100 m;最大缩短掘进用时82.85%;区域验证钻屑解吸指标K1值最大0.2 mL/(g·min^(1/2)),有效降低52.38%;掘进期间回风流瓦斯最高不超过0.36%,最多下降0.32%,达到了安全掘进的目的。 展开更多
关键词 峨眉山玄武岩组 煤系夹层 卸压增透 关键技术
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高瓦斯煤层大直径钻孔卸压增透瓦斯渗流时空演化机理 被引量:5
11
作者 王方田 李哲 +2 位作者 张村 何东升 张洋 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期47-61,共15页
矿井瓦斯抽采面临抽采率低、有效抽采周期短、瓦斯预抽体积分数不达标等困境。为实现高瓦斯低透气性煤层的精准卸压增透,以顺和煤矿2404典型深井高瓦斯低透气性煤层工作面为研究对象,基于长时力学效应理论建模、COMSOL数值分析和现场试... 矿井瓦斯抽采面临抽采率低、有效抽采周期短、瓦斯预抽体积分数不达标等困境。为实现高瓦斯低透气性煤层的精准卸压增透,以顺和煤矿2404典型深井高瓦斯低透气性煤层工作面为研究对象,基于长时力学效应理论建模、COMSOL数值分析和现场试验等方法,构建了大直径钻孔卸压煤层瓦斯运移多场耦合模型,提出了大直径钻孔瓦斯有效抽采半径的判定指标——残余瓦斯压力不超过0.22 MPa,揭示了大直径煤层钻孔卸压增透机理及瓦斯运移规律:单一大直径钻孔煤层瓦斯压力呈以钻孔圆心为对称中心的椭圆分布,即由钻孔圆心向外瓦斯压力逐渐增加,随着抽采时间延长,抽采达标区域逐渐扩大。钻孔周边应力转移特征为:随着抽采时间增加,单一大直径钻孔周边点的垂直应力呈现先增后降趋势。进一步提出了高瓦斯低透气性煤层大直径钻孔卸压增透抽采技术。模拟确定了钻孔有效抽采半径,孔间距6.0 m、直径300 mm钻孔卸压增透效果最好,其两侧3.0 m内平均渗透率为1.58×10^(-15)m^(2),远大于初始值1.15×10^(-17)m^(2)。现场应用表明,大直径钻孔瓦斯抽采远优于普通钻孔,300 mm大直径钻孔瓦斯体积分数最大值为47.2%,75 mm原钻孔最大瓦斯体积分数最大值仅为10.6%,且大直径钻孔5.0%以上高瓦斯体积分数抽采天数提高了40.2%,有效解决了小直径瓦斯钻孔治理难题,为高瓦斯煤层高效精准卸压增透强化抽采提供了有效途径。 展开更多
关键词 高瓦斯 大直径钻孔 卸压增透 瓦斯渗流 抽采半径 高效抽采
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深部高瓦斯煤层爆破致裂增透裂纹扩展规律研究 被引量:2
12
作者 张鑫 刘泽功 +4 位作者 张健玉 傅师贵 乔国栋 杨帅 常帅 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期89-100,共12页
针对深部高瓦斯煤层在地应力作用下爆破增透时裂纹扩展规律尚不明确的问题,首先根据爆破应力波的传播和叠加,从理论上分析了地应力和爆破荷载耦合作用下炮孔周围的应力分布规律;然后通过室内试验研究了不同地应力条件下单孔爆破裂纹扩... 针对深部高瓦斯煤层在地应力作用下爆破增透时裂纹扩展规律尚不明确的问题,首先根据爆破应力波的传播和叠加,从理论上分析了地应力和爆破荷载耦合作用下炮孔周围的应力分布规律;然后通过室内试验研究了不同地应力条件下单孔爆破裂纹扩展特征,在此基础上,对不同侧压系数下双孔爆破裂纹扩展机理以及贯通过程进行数值模拟研究,并结合ImageJ图像识别软件和LS-Pre-Post软件,以裂纹密度和扩展长度为量化指标表征地应力对裂纹发育程度的影响;最后根据室内试验和数值模拟研究结果,给出考虑地应力影响下的煤层爆破致裂增透爆破孔布置方案建议。单孔爆破室内试验结果表明:地应力可以减小爆破荷载引起的拉应力,从而抑制裂纹扩展;在非静水地应力条件下,与较大主应力方向正交的拉应力受到削弱,导致该方向的裂纹扩展受到抑制,使裂纹优先向高应力方向扩展;双孔爆破数值模拟研究结果表明:侧压系数不为1时,爆生裂纹扩展呈现出方向性,主裂纹倾向于向较高地应力方向扩展,造成爆破裂纹区域呈椭圆形,长轴和较大地应力方向一致。根据室内试验和数值计算结果,在深部煤层进行爆破致裂增透时,宜沿较大地应力方向钻孔,有利于提高爆破致裂增透效果。研究成果对深部高瓦斯煤层爆破增透时了解裂纹扩展机理以及优化炮孔布置方案具有指导意义。 展开更多
关键词 高瓦斯煤层 地应力 裂纹扩展 裂隙区范围 爆破增透
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生物降解聚乳酸复合材料的增韧增透性能研究 被引量:2
13
作者 李新芳 黄旭平 +1 位作者 洪鹏 赵素芬 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期157-161,166,共6页
选用成本低的生物降解柔性材料聚丁二酸丁二酯(PBS)为增韧剂,具有溶剂化增塑的乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)为界面相溶剂,自由基引发聚合的过氧化二异丙苯(DCP)为增容剂,细化球晶提高聚乳酸(PLA)透明性的多酰胺类化合物(TMC)为成核剂,采用熔... 选用成本低的生物降解柔性材料聚丁二酸丁二酯(PBS)为增韧剂,具有溶剂化增塑的乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)为界面相溶剂,自由基引发聚合的过氧化二异丙苯(DCP)为增容剂,细化球晶提高聚乳酸(PLA)透明性的多酰胺类化合物(TMC)为成核剂,采用熔融共混法制备生物基聚乳酸复合材料,重点研究增韧剂、相溶剂和增容剂对聚乳酸复合材料力学性能、透明性能的影响,开发出高透明增韧PLA的制备技术。结果表明:在PLA基体中加入PBS、ATBC、TMC和DCP,提高了PLA的韧性、相容性和结晶能力。PLA/PBS/ATBC/TMC/DCP共混物中各组分的最佳质量比为80∶20∶10∶0.4∶0.3时,共混物的断裂伸长率为416.5%,相比纯PLA增加了71倍,冲击强度为4.22kJ/m^(2),相比纯PLA提高了165%,拉伸强度为44.3MPa,透光率为82%,显然,PLA的增韧增透性能最佳。其次,在PLA/PBS/ATBC/TMC共混物中添加DCP后,共混物的玻璃化温度(Tg)降低,当DCP添加质量为0.3%时,相比纯PLA降低了10.8℃,显然PLA/PBS共混物的相容性最佳,此时共混物的增韧增透效果显著,拓宽了其在透明产品领域的应用。 展开更多
关键词 聚乳酸 聚丁二酸丁二酯 生物降解 增透
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导电溶液浓度对高压电脉冲煤体致裂增透效果影响实验研究 被引量:1
14
作者 陈清 李尧斌 《中国矿业》 北大核心 2024年第2期175-181,共7页
为检验溶液浓度对高压电脉冲煤体致裂增透效果的影响,采用水溶液和浓度分别为0.5 mol/L、1.0 mol/L、1.5 mol/L、2.0 mol/L的NaCl溶液作为导电介质,运用高压脉冲放电系统对相似煤样进行水中放电致裂实验,并采用超声波检测技术分析致裂... 为检验溶液浓度对高压电脉冲煤体致裂增透效果的影响,采用水溶液和浓度分别为0.5 mol/L、1.0 mol/L、1.5 mol/L、2.0 mol/L的NaCl溶液作为导电介质,运用高压脉冲放电系统对相似煤样进行水中放电致裂实验,并采用超声波检测技术分析致裂效果。实验结果表明:采用水作为导电溶液时放电压力峰值为1.26 MPa,而采用NaCl溶液作为导电介质时放电压力峰值明显提升,采用NaCl溶液实验后煤样的首波声时差也高于水溶液实验后煤样的首波声时差,煤样的内部裂隙改造效果更为显著,表明导电溶液的加入可以优化煤样的导电性能;随着导电溶液的浓度增大,放电压力峰值越大,高压电脉冲在一定浓度的NaCl溶液中放电,能够提高电能转化为等离子通道能量的利用率,导电溶液浓度增加可以加强煤样的导电性,优化高压电脉冲放电致裂增透效果;但随着浓度继续升高,相较于1.5 mol/L NaCl溶液,2.0mol/L NaCl溶液放电压力峰值仅由2.20 MPa提升到2.25 MPa,两者首波声时差的变化也不大,煤样的致裂情况相仿,此时煤样对各导电离子的吸附量达到饱和状态,煤样吸附离子的数量基本维持不变,因此,煤样的导电性基本不变。 展开更多
关键词 增透实验 高压电脉冲 导电溶液 裂隙 瓦斯防治
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远距离下保护层开采卸压增透效应及瓦斯抽采方案 被引量:1
15
作者 杨科 孙啸天 +2 位作者 刘帅 郭鹏慧 张寨男 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2024年第2期1-9,共9页
针对深部远距离下保护层开采后上覆被保护层卸压及瓦斯治理难的问题,以朱仙庄煤矿Ⅲ1031工作面工程条件为背景,采用相似模拟和数值模拟相结合的方法,研究了远距离下保护层开采过程中覆岩的应力演化规律、变形破坏特征和卸压增透效果。... 针对深部远距离下保护层开采后上覆被保护层卸压及瓦斯治理难的问题,以朱仙庄煤矿Ⅲ1031工作面工程条件为背景,采用相似模拟和数值模拟相结合的方法,研究了远距离下保护层开采过程中覆岩的应力演化规律、变形破坏特征和卸压增透效果。结果表明:保护层开采,产生延伸至被保护层的纵贯式穿层裂隙,基本顶发生平均步距15 m左右的周期破断,煤层压力先减小,采空区中部重新压实后,应力开始逐渐恢复;在围岩内形成应力增高区域,而应力在向采空区中部演化时,则以近似于弧状的应力递减圈形态发育。因煤层采动在采空区两侧形成离层裂隙发育区,为瓦斯流动提供通道,被保护层也因此得到卸压,其卸压率达到0.91,增透率增幅为5%~20%,被保护层出现明显卸压增透效应。为解决保护层开采后瓦斯需卸压抽采的问题,设计了穿层钻孔、顺层钻孔、高位钻孔配合拦截钻孔和采空区埋管的瓦斯抽采方案。 展开更多
关键词 卸压增透 瓦斯抽采 远距离 下保护层开采 相似模拟 数值模拟
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松软煤层底板爆破致裂增透模拟试验研究及应用 被引量:1
16
作者 高魁 王秘 +3 位作者 乔国栋 田宇 傅师贵 王有为 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期102-110,共9页
针对松软煤层爆破增透钻孔施工困难,爆破增透产生的裂隙不发育且易于重新压实的问题,提出在底板岩层开展爆破作业,达到松软煤层增透进而增加瓦斯有效抽采时间的目的。为了监测跨界面应力波传播规律及煤层损伤状况,在实验室构建了物理模... 针对松软煤层爆破增透钻孔施工困难,爆破增透产生的裂隙不发育且易于重新压实的问题,提出在底板岩层开展爆破作业,达到松软煤层增透进而增加瓦斯有效抽采时间的目的。为了监测跨界面应力波传播规律及煤层损伤状况,在实验室构建了物理模型并开展了煤层底板爆破相似模拟试验。同时使用数值模拟的研究方法对煤层底板爆破过程中煤、岩体内部的损伤及裂隙的演化过程进行补充。结果表明:松软煤层底板爆破裂纹沿爆破孔向四周岩体扩展,爆破孔位置和底板煤岩交界面以及煤层内部的破坏较为严重,产生跨界面损伤裂纹。爆炸应力波从松软煤层底板岩层传播到松软煤层时,岩体和松软煤体的交界面产生透射压缩应力波和反射拉伸应力波,透射波作用于松软煤体,使煤层裂隙增加;反射波反作用于岩体,在煤岩交界面形成交叉裂纹,使底板岩层裂隙和松软煤层裂隙贯通,有利于松软煤层的瓦斯垂向运移流动和卸压瓦斯抽采。潘一东煤矿现场应用表明,煤层底板爆破增透后瓦斯抽采纯量及其浓度快速上升,抽采纯量从0.06 m^(3)/min提高到1.46 m^(3)/min,增加了23.33倍;瓦斯浓度从爆破前的10.46%上升到45.50%左右,增加了3.34倍,并且长时间维持在较高水平。研究成果可为深部松软煤层瓦斯高效抽采提供理论基础和技术支持。 展开更多
关键词 松软煤层 爆破增透 裂隙演化 爆炸应力波 卸压瓦斯抽采
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上覆坚硬厚顶板煤岩卸压增透数值模拟及应用研究 被引量:1
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作者 袁艳梅 乔伟 +2 位作者 欧聪 武丰智 陈龙勋 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2024年第2期67-73,共7页
基于榆树田煤矿上保护层开采时被保护煤层上覆岩层为坚硬厚岩层的实际情况,采用物理实验、数值模拟和现场应用等方法,研究上保护层开采推进时被保护区域的应力变化尤其是垂直应力演化规律和原岩应力区、应力增高区和降低区的演化规律,... 基于榆树田煤矿上保护层开采时被保护煤层上覆岩层为坚硬厚岩层的实际情况,采用物理实验、数值模拟和现场应用等方法,研究上保护层开采推进时被保护区域的应力变化尤其是垂直应力演化规律和原岩应力区、应力增高区和降低区的演化规律,继而设计保护层开采方案并选定高位定向长钻孔进行瓦斯抽采。结果表明,被保护层上覆的坚硬厚岩层会形成关键层直接影响保护层效果;上保护层开采后被保护层的卸压程度为50%,膨胀变形量为0.391%,被保护层工作面回风瓦斯浓度降低至0.35%。现场应用结果表明,被保护煤层上覆坚硬厚岩层时,采用上保护层开采配合高位定向长钻孔抽采能够取得理想的卸压增透和瓦斯抽采效果。 展开更多
关键词 坚硬厚顶板 卸压增透 上保护层开采 数值模拟 瓦斯抽采
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低透气煤层无泵式钻扩一体化增透技术与钻具研究 被引量:1
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作者 田东庄 杨文佳 田宏杰 《中国煤炭》 北大核心 2024年第5期73-76,共4页
针对在低透气煤层常规机械掏穴、水力冲孔等增透施工中存在的施工效率低、掏穴装置稳定性差以及需要配备高压泵等问题,提出了无泵式钻扩一体化增透施工技术,研制了配套的双通道送水器、双通道钻杆和造穴装置,并进行了现场工业性试验。... 针对在低透气煤层常规机械掏穴、水力冲孔等增透施工中存在的施工效率低、掏穴装置稳定性差以及需要配备高压泵等问题,提出了无泵式钻扩一体化增透施工技术,研制了配套的双通道送水器、双通道钻杆和造穴装置,并进行了现场工业性试验。结果表明:钻扩一体化增透施工技术在煤矿井下静压水条件下,可实现一趟下钻完成先导孔和机械掏穴的同时作业,解决了常规掏穴装置刀翼开合不稳定、必须配套高压泵的问题,降低了该技术的使用成本;研发的双通道送水器、双通道钻杆和造穴装置工作灵活稳定且可靠性高,造穴段单孔直接扩大至原常规钻孔孔径的4.4倍,显著提升了瓦斯抽采效果,该技术的成功应用为煤矿井下低透气煤层瓦斯抽采钻孔施工提供了技术支撑。 展开更多
关键词 气煤层 钻扩一体化 增透技术 瓦斯抽采 钻孔施工
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低透气性煤层高压脉冲射流割缝-压裂增透技术应用研究
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作者 秦江涛 覃俊 +1 位作者 龙称心 郭邵金 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2024年第5期23-28,共6页
针对盘州平关镇大坪煤矿18采区20号煤层复杂地质条件及瓦斯抽采难题,提出一种高压脉冲射流割缝导向压裂增透技术。为验证该技术效果,分析了其增透技术机理,并设计了4种试验方案进行对比分析。结果表明,采用高压脉冲射流割缝导向压裂方... 针对盘州平关镇大坪煤矿18采区20号煤层复杂地质条件及瓦斯抽采难题,提出一种高压脉冲射流割缝导向压裂增透技术。为验证该技术效果,分析了其增透技术机理,并设计了4种试验方案进行对比分析。结果表明,采用高压脉冲射流割缝导向压裂方案在瓦斯抽采效果方面显著优于其他方法,与普通抽采、高压脉冲射流割缝、高压水力压裂抽采瓦斯相比,其平均每日抽采瓦斯浓度分别提高了3.01倍、1.41倍和1.67倍;平均每日抽采瓦斯纯流量也相应提升了2.86倍、1.42倍和1.62倍。经过90 d的抽采,该方案的抽采影响半径达到了5.06 m,分别为普通抽采、高压脉冲射流割缝和高压水力压裂抽采方案的2.56倍、1.25倍和1.29倍;在抽采效果相同的条件下,钻孔施工时间分别比普通抽采、高压脉冲射流割缝和高压水力压裂方案缩短了60%、32%和20%,瓦斯抽采达标所需时间分别比普通抽采、高压脉冲射流割缝和高压水力压裂方案缩短了70%、50%和62%。高压脉冲射流割缝导向压裂技术对低透气性煤层瓦斯治理效果较为理想,可供类似矿井借鉴。 展开更多
关键词 气性煤层 瓦斯抽采 煤体增透 高压脉冲射流割缝 高压水力压裂
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柱状聚能药管聚能罩角度对煤层爆破增透效果试验研究 被引量:5
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作者 杨帅 刘泽功 +3 位作者 张健玉 傅师贵 乔国栋 张鑫 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期129-138,共10页
为解决传统预裂爆破煤体裂隙无序扩展导致增透效果不佳的问题,开展了聚能爆破药管不同聚能罩张开角度对煤层增透效果影响研究。通过建立聚能罩微元闭合理论模型,分析了随着聚能罩角度减少时形成聚能射流的速度和质量变化;以此为基础对... 为解决传统预裂爆破煤体裂隙无序扩展导致增透效果不佳的问题,开展了聚能爆破药管不同聚能罩张开角度对煤层增透效果影响研究。通过建立聚能罩微元闭合理论模型,分析了随着聚能罩角度减少时形成聚能射流的速度和质量变化;以此为基础对聚能爆破增透机制进行了分析。在实验室搭建了可从煤体宏观裂纹和应变数据多角度对试验模型进行分析的双向加载气固耦合爆破相似模拟试验系统,对含瓦斯煤体试块进行普通爆破和不同聚能张开角爆破模拟对比试验。结果表明,使用聚能药包相较于普通爆破能够有效引导裂纹在聚能罩开口方向上定向发育;随着聚能罩角度减少,聚能爆破后形成的裂纹在聚能方向上更加平滑,裂纹宽度也随之增加,试块剖面更加平整;根据超动态应变仪反演结果,1号测点60°、80°和100°聚能爆破的压应力峰值分别为普通爆破的1.52倍,1.26倍和1.08倍,且60°聚能爆破到达应力峰值的时间最短,表明随着聚能罩开口的减小,聚能方向上能量集中现象越明显。通过ANSYS/LS-DYNA软件对4种不同角度的聚能爆破进行对比分析。模拟结果中60°聚能爆破初始形成的聚能射流有效应力最大,聚能方向产生的裂纹最长。试验和模拟结果表明通过使用60°聚能药包可得到更好的爆破效果,研究成果对松软高瓦斯煤层聚能爆破增透有一定的参考意义。 展开更多
关键词 煤层增透 聚能爆破 聚能罩角度 裂纹扩展
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