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公路隧道穿越小倾角高压瓦突煤层瓦斯抽排技术研究
1
作者
杨洪
曾仲毅
+1 位作者
吴铭芳
田娇
《隧道建设(中英文)》
北大核心
2025年第5期982-991,共10页
为解决小倾角高压瓦突煤层底部瓦斯抽排困难,改善瓦斯抽排效果,依托贵州正安至习水高速公路桃子垭隧道,对穿越小倾角高压瓦突煤层段瓦斯抽排进行研究。基于隧道开挖过程中开挖断面与煤层空间位置关系的变化特点,提出分步、分区的煤层瓦...
为解决小倾角高压瓦突煤层底部瓦斯抽排困难,改善瓦斯抽排效果,依托贵州正安至习水高速公路桃子垭隧道,对穿越小倾角高压瓦突煤层段瓦斯抽排进行研究。基于隧道开挖过程中开挖断面与煤层空间位置关系的变化特点,提出分步、分区的煤层瓦斯抽排方案;并利用热传导理论与瓦斯流动理论的相似性,采用热力学有限差分计算软件模拟分析隧道小倾角煤层的瓦斯防突抽排过程和实施效果。研究表明:1)分步、分区的煤层瓦斯抽排方案可避免底部煤层超长抽排钻孔打设,较整体一次性抽排方案,钻孔长度减少31%,且施工更便捷、消突更可靠;2)煤层断面抽排钻孔均匀布设时,中间钻孔抽排区域提早达到消突目标,而边缘区域滞后,采用边缘密、中间疏的抽排钻孔布设方式更合理;3)对比沿煤层倾向打设的抽排钻孔和以斜交打设穿透煤层面的抽排钻孔模拟效果,前者抽排效率较后者提高约1/3,且瓦斯压力消散更均匀;4)瓦斯抽排工期可根据抽排模拟计算进行预估,其值大致介于抽排区域平均瓦斯压力和最大瓦斯压力降至瓦斯突出临界压力的时长之间。
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关键词
瓦斯
突出隧道
小倾角
煤层
揭煤防突
瓦斯
抽
排
数值模拟
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职称材料
碎软煤层顶板长钻孔定向压裂瓦斯超前治理工程实践
被引量：
2
2
作者
贾秉义
李树刚
+1 位作者
陈冬冬
张群
《煤田地质与勘探》
北大核心
2025年第3期34-43,共10页
【目的和方法】针对碎软强突煤层瓦斯含量高、压力大,区域预抽钻孔施工过程中喷孔强度大易造成瓦斯超限,钻孔施工效率低等问题,在分析现有区域瓦斯超前抽采卸压技术现状及适应性、近煤层顶板钻孔间接压裂的裂缝扩展延伸特征研究基础上,...
【目的和方法】针对碎软强突煤层瓦斯含量高、压力大,区域预抽钻孔施工过程中喷孔强度大易造成瓦斯超限,钻孔施工效率低等问题,在分析现有区域瓦斯超前抽采卸压技术现状及适应性、近煤层顶板钻孔间接压裂的裂缝扩展延伸特征研究基础上,提出了泥岩层顶板长钻孔套管内定向喷砂射孔分段水力加砂压裂区域瓦斯超前抽采卸压技术,并根据地层特征优化设计了钻孔孔身结构。在安徽淮北芦岭煤矿开展了现场工程试验,完成1个钻孔的钻探施工和套管固孔,孔深520 m,下入一级套管110 m,直径219 mm,二级套管520 m,直径114.3 mm,水泥浆带压固孔。分9段进行射孔压裂,累计射孔39次,形成78个孔眼;单段注液量210~420 m^(3),最大泵注压力17.8~28.3 MPa,加砂比例2.5%~3.3%。【结果与结论】压裂钻孔抽采第257天时,累计抽采瓦斯纯量超过8×10^(5)m^(3),区域预抽率达15.5%。压裂钻孔水平段左右两侧0~15 m和15~30 m范围内瓦斯体积分数降幅分别达27.05%和11.36%;距压裂钻孔平面距离0、15 m处瓦斯压力由2.78 MPa分别降低至1.14 MPa和1.75 MPa,压力降低幅度超过37%。区域瓦斯超前抽采卸压效果明显,技术可行性和有效性得到了验证。超前抽采卸压区域预抽钻孔百孔喷孔率和喷孔强度分别降低了57.89%和67.11%;预抽钻孔一次成孔率提高19%,补孔率降幅达74.87%,钻机施工平均台班效率同比提高了34%。预抽钻孔施工期间,未发生瓦斯异常事件,安全效益显著。该技术可为类似地质条件矿井瓦斯灾害超前治理提供借鉴,已进一步推广至淮南矿区。
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关键词
碎软
煤层
超前
抽
采卸压
定向压裂
顶板长
钻孔
泥岩
瓦斯
抽
采
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职称材料
顺层瓦斯抽采钻孔在防冲卸压中的应用
3
作者
蒋军军
《煤炭工程》
北大核心
2025年第7期95-101,共7页
针对高瓦斯矿井冲击地压问题,探讨瓦斯矿井顺层瓦斯抽采钻孔用于防冲卸压的工艺。研究结果表明:抽采钻孔可以降低煤体应力环境,但比大直径卸压钻孔卸压效果弱;利用巷道围岩侧向应力分区特性,改进抽采-卸压钻孔封孔工艺,将单段封孔转化...
针对高瓦斯矿井冲击地压问题,探讨瓦斯矿井顺层瓦斯抽采钻孔用于防冲卸压的工艺。研究结果表明:抽采钻孔可以降低煤体应力环境,但比大直径卸压钻孔卸压效果弱;利用巷道围岩侧向应力分区特性,改进抽采-卸压钻孔封孔工艺,将单段封孔转化为双段封孔;提出抽采-卸压工艺技术和卸压-抽采工艺,并进一步应用于高瓦斯矿井回采工作面。现场试验结果可知,施工抽采-卸压钻孔后,微震事件最大能量平均降低4000 J,日平均能量平均降低1000 J,顶板活动程度明显减弱;两帮位移量减少300 mm,顶底板移近量减少100 mm,巷道围岩变形明显改善。从而验证顺层抽放钻孔能够达到回采空间煤层卸压作用,兼顾瓦斯抽采和冲击地压卸压功能,真正实现一孔两用。
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关键词
瓦斯
煤层
复合灾害
抽
采
钻孔
防冲卸压
耦合机制
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职称材料
穿层大直径钻孔预抽煤巷条带瓦斯机理与应用
4
作者
贺峻
刘红威
+4 位作者
刘小平
罗平
郑旭
王飞
周苛
《煤炭科学技术》
北大核心
2025年第8期240-251,共12页
为了解决低渗高突煤层煤巷条带区域消突困难的难题,开展穿层大直径钻孔预抽煤巷条带瓦斯机理与应用研究。以寺家庄煤矿为工程实例,采用离散元和有限元模拟分析软件,数值分析普通钻孔和穿层大直径钻孔周围裂隙发育和瓦斯运移规律;通过现...
为了解决低渗高突煤层煤巷条带区域消突困难的难题,开展穿层大直径钻孔预抽煤巷条带瓦斯机理与应用研究。以寺家庄煤矿为工程实例,采用离散元和有限元模拟分析软件,数值分析普通钻孔和穿层大直径钻孔周围裂隙发育和瓦斯运移规律;通过现场试验,分析穿层大直径钻孔预抽煤巷条带瓦斯效果。研究结果表明,当穿层钻孔直径为60~400mm时,随着钻孔孔径的增大,突出煤层裂隙数呈指数增长;钻孔孔径小于210mm时,裂隙数增长较快;钻孔孔径在210~400mm时,裂隙数增长趋于平缓。当穿层钻孔倾角(与水平方向夹角)为30°~90°时,随着倾角的增大,突出煤层裂隙数呈指数增长,倾角为90°时裂隙数达到最大值。在普通钻孔抽采条件下,抽采70d时回风巷两侧仍存在大量瓦斯含量大于8m^(3)/t的条带区域,无法完全消突;抽采120d时,回风巷两侧可基本实现消突。在预抽煤巷处每组增加2个普通钻孔抽采条件下,消突时间缩短至100d。增加穿层大直径钻孔后,消突时间缩短至70d。经实践验证,穿层大直径钻孔的瓦斯体积分数和瓦斯纯量在抽采的前2个月内均远高于普通钻孔。穿层大直径钻孔提高了钻孔瓦斯抽采率,优化了突出煤层的消突效果,保证了煤巷的安全掘进。
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关键词
突出
煤层
底
抽
巷
穿层大直径
钻孔
瓦斯
预
抽
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职称材料
缓倾斜煤层高位定向长钻孔抽采卸压瓦斯技术研究
被引量：
2
5
作者
双海清
刘子嘉
+3 位作者
林海飞
周斌
张文琦
罗永刚
《中国安全科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第S01期102-108,共7页
为探究缓斜煤层覆岩采动裂隙时空演化及卸压瓦斯富集区的变化特征,采用物理相似模拟和现场监测方法,分析采动覆岩裂隙演化和裂隙分布特征;研究卸压瓦斯富集区演化特征,确定高位定向钻孔的合理布置参数方案,并进行效果检验。结果表明:试...
为探究缓斜煤层覆岩采动裂隙时空演化及卸压瓦斯富集区的变化特征,采用物理相似模拟和现场监测方法,分析采动覆岩裂隙演化和裂隙分布特征;研究卸压瓦斯富集区演化特征,确定高位定向钻孔的合理布置参数方案,并进行效果检验。结果表明:试验工作面沿煤层走向垮落带高度13 m,裂隙带高度68.5 m,沿工作面倾向裂隙网络受煤层倾角影响,工作面断裂角为54°~59°,裂隙发育的开度自工作面向上逐渐增大,瓦斯运移通道呈现出明显的非对称性特征;高位定向钻孔全生命周期瓦斯抽采过程依据其抽采体积分数可分为抽采初期、抽采中期和抽采末期3个阶段,其中抽采初期抽采体积分数偏低,抽采中期为钻孔抽采生命周期内的高效抽采阶段,进入抽采末期抽采体积分数呈现急剧下降的趋势;高位定向长钻孔抽采技术实施后,工作面上隅角、回风巷瓦斯体积分数均小于0.8%,瓦斯抽采效果良好,高位钻孔的布置方式较为合理。
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关键词
缓倾斜
煤层
高位定向长
钻孔
瓦斯
抽
采
卸压
瓦斯
采动裂隙
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职称材料
软硬复合煤层瓦斯抽采穿层钻孔变形塌孔特征规律研究
被引量：
4
6
作者
张栋
任朝朋
《煤炭工程》
北大核心
2024年第10期201-207,共7页
为探究软硬复合煤层瓦斯抽采钻孔的变形规律,采用自主研发的“一种全角度瓦斯抽采钻孔稳定性动态监测装置”进行了现场监测,系统分析了硬煤、软煤、软硬复合煤层瓦斯抽采钻孔的变形情况,并采用COMSOL数值模拟手段对试验结果进行验证,结...
为探究软硬复合煤层瓦斯抽采钻孔的变形规律,采用自主研发的“一种全角度瓦斯抽采钻孔稳定性动态监测装置”进行了现场监测,系统分析了硬煤、软煤、软硬复合煤层瓦斯抽采钻孔的变形情况,并采用COMSOL数值模拟手段对试验结果进行验证,结果表明:钻孔浅部竖直方向应变敏感程度滞后于水平方向,且呈交替性增大特征;钻孔应变衰减阶段前,存在一种短暂的伪平衡状态,其实质是煤体内部应力集聚,后突然释放而造成钻孔塌孔;在相同的外部载荷条件下,软弱界面将软硬复合煤层分割为两个相对独立的应力环境,煤层在软弱界面处发生介质突变和应力突变;硬煤层钻孔较软煤层钻孔的各部位变形小,二者均表现为浅部变形大、深部变形小,最终达到稳定环向应变,软硬复合煤层穿层孔在浅部变形与二者相近,穿层孔深部和软弱界面交叉截割形成应力集中区,应力集中区范围沿软弱界面和钻孔径向同时延伸并逐渐衰减,这种衰减呈不明显的非线性特征。
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关键词
软硬复合
煤层
瓦斯
抽
采
钻孔
软弱界面
钻孔
塌孔
数值模拟
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职称材料
厚煤层双排顺层钻孔瓦斯抽采方法模拟及应用
被引量：
2
7
作者
洪林
杜元红
+1 位作者
高大猛
郑丹
《矿业安全与环保》
北大核心
2018年第5期60-63,共4页
为提高三元煤业3#煤层井下瓦斯抽采效率,首先采用Fluent软件对单排钻孔模型正确性进行验证,然后针对8 m厚煤层分别用单排、双排钻孔进行数值模拟,结果表明:单排钻孔的瓦斯抽采影响半径在2.5 m左右,有效半径为1.7 m,只能影响到钻孔周围...
为提高三元煤业3#煤层井下瓦斯抽采效率,首先采用Fluent软件对单排钻孔模型正确性进行验证,然后针对8 m厚煤层分别用单排、双排钻孔进行数值模拟,结果表明:单排钻孔的瓦斯抽采影响半径在2.5 m左右,有效半径为1.7 m,只能影响到钻孔周围的部分区域;采用双排钻孔后,瓦斯流场基本将8 m厚的煤层全覆盖且钻孔周围的瓦斯压力比单排钻孔周围的瓦斯压力小得多。通过三元煤业3#煤层7.83 m厚煤层双排钻孔的应用,实测瓦斯预抽率达到70%,抽采效果较好。双排钻孔可提高厚煤层瓦斯抽采率及覆盖率,可有效降低突出煤层的突出危险性,确保煤矿井下安全生产。
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关键词
瓦斯
抽
采
厚
煤层
单
排
钻孔
双
排
钻孔
Fluent软件
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职称材料
高瓦斯薄煤层采煤工作面高位钻孔瓦斯抽采技术
被引量：
39
8
作者
赵晶
皮希宇
+3 位作者
王栓林
张志荣
廉振山
刘桂凤
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2015年第11期78-82,共5页
为解决高瓦斯薄煤层回采工作面邻近层及采空区瓦斯涌出难题,基于采空区上覆岩层移动破坏的规律,在朱家店煤矿4号煤层顶板布置高位钻孔的措施对卸压瓦斯进行抽采,并对高位钻孔开孔位置、终孔位置、终孔高度、开孔距离等抽采参数进行了研...
为解决高瓦斯薄煤层回采工作面邻近层及采空区瓦斯涌出难题,基于采空区上覆岩层移动破坏的规律,在朱家店煤矿4号煤层顶板布置高位钻孔的措施对卸压瓦斯进行抽采,并对高位钻孔开孔位置、终孔位置、终孔高度、开孔距离等抽采参数进行了研究。结合高位钻孔抽采效果分析,得出4号煤层顶板裂缝带高度在12 m左右、401工作面的初次来压步距为20~30 m、工作面＂O＂形圈的周边宽度为30 m左右、每组高位钻孔开孔间距为8~12 m较为适宜。现场应用结果表明：通过向采空区裂缝带内施工参数设计合理的高位钻孔,单孔抽采瓦斯纯量在0.01~0.24 m3/min,上隅角瓦斯体积分数由原来的0.89%降到0.31%左右,采煤工作面回风瓦斯体积分数由原来的0.65%降到0.20%左右,杜绝了采煤工作面回风及上隅角瓦斯超限。
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关键词
薄
煤层
高位
钻孔
瓦斯
抽
采
采空区
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职称材料
多煤层穿层钻孔瓦斯抽采有效抽采半径测定
被引量：
35
9
作者
徐青伟
王兆丰
+1 位作者
徐书荣
王立国
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2015年第7期83-88,共6页
为了解决煤矿瓦斯抽采过程中,测定多煤层穿层钻孔瓦斯抽采在考察区域及整个煤层的有效抽采半径时遇到的问题,分别提出了相应的解决方法:确定多煤层穿层钻孔瓦斯抽采各煤层瓦斯比例时,提出将煤层厚度、原始瓦斯含量、透气性系数的乘积作...
为了解决煤矿瓦斯抽采过程中,测定多煤层穿层钻孔瓦斯抽采在考察区域及整个煤层的有效抽采半径时遇到的问题,分别提出了相应的解决方法:确定多煤层穿层钻孔瓦斯抽采各煤层瓦斯比例时,提出将煤层厚度、原始瓦斯含量、透气性系数的乘积作为抽采相关量,将抽采相关量归一化处理来计算,考虑了影响穿层钻孔瓦斯抽采量的主要因素;由考察区域推算整个煤层的有效抽采半径时,煤层瓦斯参数发生变化,钻孔在各煤层的瓦斯抽采量也发生变化,依据钻孔瓦斯抽采量与对应的抽采相关量成正比,推算不同煤层瓦斯参数的钻孔瓦斯抽采量。结果表明:针对青龙煤矿的实际条件,得到了16号煤层穿层钻孔在考察区域及整个煤层的有效抽采半径,为合理布孔提供了依据。
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关键词
有效
抽
采半径
瓦斯
流量法
穿层
钻孔
多
煤层
瓦斯
抽
采
瓦斯
抽
采比例
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职称材料
煤层渗透率各向异性对钻孔瓦斯抽采的影响
被引量：
15
10
作者
范超军
李胜
+3 位作者
兰天伟
杨振华
罗明坤
陶梅
《中国安全科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2017年第11期132-137,共6页
为揭示渗透率各向异性对钻孔瓦斯抽采的影响,假设煤层是一种孔隙-裂隙结构的弹性连续介质,构建各向异性渗透率方程;基于多物理场耦合理论,建立考虑气-水两相流的煤层流固耦合模型,结合试验测得的煤层不同方向上的渗透率,模拟确定煤层瓦...
为揭示渗透率各向异性对钻孔瓦斯抽采的影响,假设煤层是一种孔隙-裂隙结构的弹性连续介质,构建各向异性渗透率方程;基于多物理场耦合理论,建立考虑气-水两相流的煤层流固耦合模型,结合试验测得的煤层不同方向上的渗透率,模拟确定煤层瓦斯抽采的合理钻孔间距和钻孔布置方向。结果表明:由于渗透率各向异性,在钻孔附近形成椭圆形的压降区域,该区域向煤层边界扩展,逐渐变为鼓形;在模拟工况下,抽采120天内达标的合理钻孔间距应为2.346~2.598 m;钻孔与最大渗透率方向的夹角越大,瓦斯抽采量越大,钻孔布置方向与煤层最大渗透率方向应保持较大夹角。
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关键词
瓦斯
抽
采
煤层
渗透率
各向异性
流固耦合模型
有效半径
钻孔
方向
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职称材料
钻孔预抽煤层瓦斯影响规律研究
被引量：
22
11
作者
许满贵
林海飞
+1 位作者
李树刚
胡安辉
《矿业安全与环保》
北大核心
2010年第5期1-3,10,共4页
给定煤层多孔介质渗流边界条件,湍流计算选用k—ε模型,瓦斯在煤层中流动采用多孔介质模型,研究了在不同的抽采时间、负压、渗透率、煤层瓦斯压力及不同的钻孔直径等条件下钻孔的抽采半径及抽采量变化规律,研究结论对于现场预抽煤层瓦...
给定煤层多孔介质渗流边界条件,湍流计算选用k—ε模型,瓦斯在煤层中流动采用多孔介质模型,研究了在不同的抽采时间、负压、渗透率、煤层瓦斯压力及不同的钻孔直径等条件下钻孔的抽采半径及抽采量变化规律,研究结论对于现场预抽煤层瓦斯钻孔参数设计有理论指导意义。
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关键词
预
抽
煤层
瓦斯
钻孔
参数
瓦斯
扩散
瓦斯
渗流
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职称材料
高瓦斯特厚煤层下分层千米钻孔瓦斯抽采技术
被引量：
38
12
作者
周西华
王鹏辉
+2 位作者
门金龙
赵海波
毕建乙
《煤田地质与勘探》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第4期20-24,29,共6页
针对高瓦斯特厚煤层开采上分层时工作面瓦斯频繁超限的问题，依据上分层开采时，下分层在采动应力作用下的破坏程度及卸压瓦斯运移规律，以亭南煤矿205 工作面为试验背景，对下分层千米钻孔瓦斯抽采进行研究。采用理论计算和FLAC3D 数...
针对高瓦斯特厚煤层开采上分层时工作面瓦斯频繁超限的问题，依据上分层开采时，下分层在采动应力作用下的破坏程度及卸压瓦斯运移规律，以亭南煤矿205 工作面为试验背景，对下分层千米钻孔瓦斯抽采进行研究。采用理论计算和FLAC3D 数值模拟，确定下分层塑性破坏最大深度约为13 m，千米定向钻孔布置的最佳区域在工作面底板以下6~9 m。通过对不同位置千米钻孔在工作面推进过程中的瓦斯抽采量进行现场监测，结果表明，6~9 m 的千米钻孔抽采效果最为明显，钻场瓦斯抽采量随工作面推进成指数上升，最终增长到68%左右。千米钻孔瓦斯抽采技术实现了对高瓦斯特厚煤层下分层卸压瓦斯长时间、高浓度抽采。
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关键词
高
瓦斯
特厚
煤层
下分层
瓦斯
抽
采
千米
钻孔
底板采动裂隙
卸压增流
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职称材料
顺煤层钻孔瓦斯抽采时空演化规律研究
被引量：
14
13
作者
胡杰
隆清明
+1 位作者
李建功
吕贵春
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2017年第2期83-88,共6页
为研究顺煤层钻孔瓦斯抽采效果与抽采半径、抽采时间的关系,基于渗流理论、气体状态方程及瓦斯含量计算方程,建立了本煤层瓦斯抽采时空演化规律数学模型,基于仲恒煤矿1320-11工作面的工程背景,采用Comsol数值模拟,得到不同抽采时间下单...
为研究顺煤层钻孔瓦斯抽采效果与抽采半径、抽采时间的关系,基于渗流理论、气体状态方程及瓦斯含量计算方程,建立了本煤层瓦斯抽采时空演化规律数学模型,基于仲恒煤矿1320-11工作面的工程背景,采用Comsol数值模拟,得到不同抽采时间下单个钻孔径向范围的瓦斯压力分布,分析了抽采半径与抽采时间的动态变化关系,进而推导出瓦斯抽采时空演化规律对数函数关系式,进行了不同抽采半径条件下的钻孔瓦斯抽采对比试验,求算并验证了当抽采半径小于2 m或抽采时间在180 d以内时,瓦斯抽采时空演化规律函数关系式的合理性与正确性,符合现场实际抽采规律。
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关键词
顺
煤层
钻孔
瓦斯
抽
采
抽
采时间
抽
采半径
时空演化规律
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职称材料
煤层顶板瓦斯抽放水平长钻孔的设计与应用
被引量：
33
14
作者
孙荣军
石智军
吴璋
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2008年第1期38-41,94,共5页
为了更高效地抽放煤层覆岩裂隙及离层的瓦斯,对煤层顶板水平长钻孔的层位选择,参数确定,布置形式,钻场的设计要求,钻机、钻杆、钻头的选择以及钻进工艺参数的合理控制进行了试验研究。试验证明走向长钻孔的抽放效果很大程度上取决于钻...
为了更高效地抽放煤层覆岩裂隙及离层的瓦斯,对煤层顶板水平长钻孔的层位选择,参数确定,布置形式,钻场的设计要求,钻机、钻杆、钻头的选择以及钻进工艺参数的合理控制进行了试验研究。试验证明走向长钻孔的抽放效果很大程度上取决于钻孔所处的层位,只要保证钻孔在工作面采空区的裂隙带延伸,并采用合理的钻进工艺参数,尽量延长有效抽放长度和采取有效的抽放参数,就能取得理想的抽放效果。这可以解决上邻近层和采空区的瓦斯抽放问题。
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关键词
煤层
顶板
瓦斯
抽
放
水平长
钻孔
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职称材料
顺煤层平行钻孔抽采瓦斯合理布孔参数的确定方法
被引量：
13
15
作者
张志刚
郑志伟
+1 位作者
文光才
孙东玲
《矿业安全与环保》
北大核心
2008年第4期5-7,共3页
通过对煤层内瓦斯渗流过程的理论分析,建立了瓦斯抽采的流动模型,并进行了解算。利用所编制的煤矿井下瓦斯抽采数值模拟分析软件,提出了煤矿井下瓦斯抽采合理布孔参数的确定方法,并进行了实例计算。结果表明,该方法可以确定顺煤层平行...
通过对煤层内瓦斯渗流过程的理论分析,建立了瓦斯抽采的流动模型,并进行了解算。利用所编制的煤矿井下瓦斯抽采数值模拟分析软件,提出了煤矿井下瓦斯抽采合理布孔参数的确定方法,并进行了实例计算。结果表明,该方法可以确定顺煤层平行钻孔抽采瓦斯合理布孔参数,用于指导生产。
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关键词
顺
煤层
平行
钻孔
瓦斯
抽
采
布孔参数
数值模拟
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职称材料
交叉钻孔预抽本煤层瓦斯
被引量：
6
16
作者
王魁军
王佑安
+1 位作者
许昭泽
王建国
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
1995年第11期1-6,共6页
通过对交叉钻孔预抽本煤层瓦斯提高抽放量的理论分析和焦作矿务局九里山矿交叉钻孔预抽本煤层瓦斯的试验研究，表明交叉钻孔预抽本煤层瓦斯在不增加任何工程量的条件下，较目前常规采用的布孔方式可提高抽放量０．４６～１．０２倍。
关键词
交叉
钻孔
预
抽
瓦斯
抽
放量
地应力
煤层
瓦斯
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职称材料
抽放瓦斯顺煤层长钻孔施工技术
被引量：
5
17
作者
郝世俊
石智军
+1 位作者
孙荣军
刘卫东
《煤田地质与勘探》
CAS
CSCD
北大核心
2003年第2期61-62,共2页
介绍了抽放瓦斯顺煤层长钻孔试验情况。在试验中使用定向钻进技术施工了3个钻孔,有1个试验孔深度达509.03m,是目前国内最深的全煤层长钻孔,平均纯钻进时效24.4m/h。这些抽放孔的瓦斯涌出量均达到2.0～2.5m^3/min。
关键词
瓦斯
抽
放
顺
煤层
长
钻孔
定向钻进
瓦斯
涌出量
地质条件
钻具
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职称材料
穿层钻孔各煤层瓦斯抽采比例计算方法及应用
被引量：
5
18
作者
徐青伟
王兆丰
+1 位作者
徐书荣
王立国
《煤田地质与勘探》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第6期169-172,共4页
为了测定穿层钻孔多煤层瓦斯抽采各煤层瓦斯抽采比例及残余瓦斯含量,分别提出了相应的解决方法。计算穿层钻孔多煤层瓦斯抽采各煤层瓦斯抽采比例时,提出将煤层厚度、原始瓦斯含量、透气性系数的乘积作为瓦斯抽采相关量,将瓦斯抽采相关...
为了测定穿层钻孔多煤层瓦斯抽采各煤层瓦斯抽采比例及残余瓦斯含量,分别提出了相应的解决方法。计算穿层钻孔多煤层瓦斯抽采各煤层瓦斯抽采比例时,提出将煤层厚度、原始瓦斯含量、透气性系数的乘积作为瓦斯抽采相关量,将瓦斯抽采相关量归一化处理来计算,考虑了影响穿层钻孔瓦斯抽采的主要因素;预测穿层钻孔多煤层瓦斯抽采各煤层残余瓦斯含量时,利用原始瓦斯含量与吨煤瓦斯抽采量来计算,吨煤瓦斯抽采量与穿层钻孔瓦斯抽采总量、穿层钻孔在该煤层的瓦斯抽采比例及该煤层的质量有关。结果表明:提出的穿层钻孔多煤层瓦斯抽采各煤层瓦斯抽采比例计算方法,与贵州省青龙煤矿现场实测结果的最大相对误差仅为2.03%,能够满足工程实践的需要。
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关键词
穿层
钻孔
多
煤层
瓦斯
抽
采
瓦斯
抽
采比例
残余
瓦斯
含量
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职称材料
钻孔间距对水力压裂促抽煤层瓦斯的影响
被引量：
2
19
作者
李胜
任延平
+3 位作者
范超军
杨振华
罗明坤
兰天伟
《中国安全生产科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第1期70-76,共7页
针对定量确定合理钻孔间距困难问题,基于损伤力学和多场耦合理论,建立了水力压裂和瓦斯抽采的煤层流固耦合模型,包括瓦斯和水运移场、应力场以及孔隙度、渗透率演化方程,并采用Comsol联合Matlab求解,研究了不同钻孔间距时压裂和抽采过...
针对定量确定合理钻孔间距困难问题,基于损伤力学和多场耦合理论,建立了水力压裂和瓦斯抽采的煤层流固耦合模型,包括瓦斯和水运移场、应力场以及孔隙度、渗透率演化方程,并采用Comsol联合Matlab求解,研究了不同钻孔间距时压裂和抽采过程中煤层弹模、损伤值、渗透率、瓦斯压力、抽采量和压裂贯通时间的变化规律。结果表明:耦合模型可较准确地模拟煤层水力压裂和瓦斯抽采过程;压裂贯通时间与钻孔间距呈指数增长关系;在马堡煤矿,当钻孔间距为4~8 m时,压裂损伤区在抽采孔贯通,渗透率呈"n"型曲线,瓦斯抽采后,瓦斯压力迅速下降,抽采有效区随间距的增加而增大;当钻孔间距为9~12 m时,压裂损伤区未贯通,煤层渗透率呈"m"型曲线,抽采有效区随间距的增加而减小,与间距4~8 m相比,瓦斯抽采量较小。
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关键词
水力压裂
瓦斯
抽
采
煤层
增透
钻孔
间距
流固耦合模型
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职称材料
数值模拟结合SF_6示踪法确定煤层钻孔瓦斯抽采有效半径
被引量：
43
20
作者
郝天轩
宋超
《中国安全科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2013年第1期22-27,共6页
为准确确定煤层钻孔的瓦斯抽采有效半径,实现最优钻孔设计及最佳抽采效果,根据煤层瓦斯流动理论与煤岩体变形理论,建立钻孔抽采煤层瓦斯的气固耦合数学模型。并利用COMSOLMultiphysics软件,模拟SF6气体在瓦斯渗流场内的运移过程。利用SF...
为准确确定煤层钻孔的瓦斯抽采有效半径,实现最优钻孔设计及最佳抽采效果,根据煤层瓦斯流动理论与煤岩体变形理论,建立钻孔抽采煤层瓦斯的气固耦合数学模型。并利用COMSOLMultiphysics软件,模拟SF6气体在瓦斯渗流场内的运移过程。利用SF6气体示踪法进行现场测试。依据相似定律,结合模拟与实测结果确定钻孔抽采有效半径的范围。以黄陵集团一号煤矿306工作面为例进行试验研究。试验结果表明,模拟结果与实测结果基本吻合;在钻孔直径为94 mm,抽采负压为15 kPa的条件下,预抽30天后,试验工作面抽采有效半径为5.88 m。
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关键词
煤层
瓦斯
钻孔
预
抽
抽
采有效半径
数值模拟
SF6气体示踪法
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职称材料
题名
公路隧道穿越小倾角高压瓦突煤层瓦斯抽排技术研究
1
作者
杨洪
曾仲毅
吴铭芳
田娇
机构
贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司
出处
《隧道建设(中英文)》
北大核心
2025年第5期982-991,共10页
基金
黔科合重大专项(字[2018]3011)。
文摘
为解决小倾角高压瓦突煤层底部瓦斯抽排困难,改善瓦斯抽排效果,依托贵州正安至习水高速公路桃子垭隧道,对穿越小倾角高压瓦突煤层段瓦斯抽排进行研究。基于隧道开挖过程中开挖断面与煤层空间位置关系的变化特点,提出分步、分区的煤层瓦斯抽排方案;并利用热传导理论与瓦斯流动理论的相似性,采用热力学有限差分计算软件模拟分析隧道小倾角煤层的瓦斯防突抽排过程和实施效果。研究表明:1)分步、分区的煤层瓦斯抽排方案可避免底部煤层超长抽排钻孔打设,较整体一次性抽排方案,钻孔长度减少31%,且施工更便捷、消突更可靠;2)煤层断面抽排钻孔均匀布设时,中间钻孔抽排区域提早达到消突目标,而边缘区域滞后,采用边缘密、中间疏的抽排钻孔布设方式更合理;3)对比沿煤层倾向打设的抽排钻孔和以斜交打设穿透煤层面的抽排钻孔模拟效果,前者抽排效率较后者提高约1/3,且瓦斯压力消散更均匀;4)瓦斯抽排工期可根据抽排模拟计算进行预估,其值大致介于抽排区域平均瓦斯压力和最大瓦斯压力降至瓦斯突出临界压力的时长之间。
关键词
瓦斯
突出隧道
小倾角
煤层
揭煤防突
瓦斯
抽
排
数值模拟
Keywords
gas outburst tunnel
small-angle coal seam
coal mining and prevention
gas extraction
numerical simulation
分类号
U45 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
碎软煤层顶板长钻孔定向压裂瓦斯超前治理工程实践
被引量：
2
2
作者
贾秉义
李树刚
陈冬冬
张群
机构
中煤科工西安研究院(集团)有限公司
西安科技大学安全科学与工程学院
出处
《煤田地质与勘探》
北大核心
2025年第3期34-43,共10页
基金
国家自然科学基金面上项目(52174207)
中煤科工集团西安研究院有限公司科技创新基金项目(2021XAYJSQ07)。
文摘
【目的和方法】针对碎软强突煤层瓦斯含量高、压力大,区域预抽钻孔施工过程中喷孔强度大易造成瓦斯超限,钻孔施工效率低等问题,在分析现有区域瓦斯超前抽采卸压技术现状及适应性、近煤层顶板钻孔间接压裂的裂缝扩展延伸特征研究基础上,提出了泥岩层顶板长钻孔套管内定向喷砂射孔分段水力加砂压裂区域瓦斯超前抽采卸压技术,并根据地层特征优化设计了钻孔孔身结构。在安徽淮北芦岭煤矿开展了现场工程试验,完成1个钻孔的钻探施工和套管固孔,孔深520 m,下入一级套管110 m,直径219 mm,二级套管520 m,直径114.3 mm,水泥浆带压固孔。分9段进行射孔压裂,累计射孔39次,形成78个孔眼;单段注液量210~420 m^(3),最大泵注压力17.8~28.3 MPa,加砂比例2.5%~3.3%。【结果与结论】压裂钻孔抽采第257天时,累计抽采瓦斯纯量超过8×10^(5)m^(3),区域预抽率达15.5%。压裂钻孔水平段左右两侧0~15 m和15~30 m范围内瓦斯体积分数降幅分别达27.05%和11.36%;距压裂钻孔平面距离0、15 m处瓦斯压力由2.78 MPa分别降低至1.14 MPa和1.75 MPa,压力降低幅度超过37%。区域瓦斯超前抽采卸压效果明显,技术可行性和有效性得到了验证。超前抽采卸压区域预抽钻孔百孔喷孔率和喷孔强度分别降低了57.89%和67.11%;预抽钻孔一次成孔率提高19%,补孔率降幅达74.87%,钻机施工平均台班效率同比提高了34%。预抽钻孔施工期间,未发生瓦斯异常事件,安全效益显著。该技术可为类似地质条件矿井瓦斯灾害超前治理提供借鉴,已进一步推广至淮南矿区。
关键词
碎软
煤层
超前
抽
采卸压
定向压裂
顶板长
钻孔
泥岩
瓦斯
抽
采
Keywords
broken-soft coal seam
advance gas drainage and pressure relief
directional fracturing
long borehole in the roof
mudstone
gas drainage
分类号
TD713 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
顺层瓦斯抽采钻孔在防冲卸压中的应用
3
作者
蒋军军
机构
煤炭科学技术研究院有限公司
中国矿业大学(北京)能源与矿业学院
煤矿灾害防控全国重点实验室
北京市煤矿安全工程技术研究中心
出处
《煤炭工程》
北大核心
2025年第7期95-101,共7页
基金
国家自然科学基金重点项目(52034009)
煤炭科学技术研究院有限公司科技发展基金项目(2019CX-I-07,2020CX-Ⅱ-24,2022CX-I-04,2024QN-04)。
文摘
针对高瓦斯矿井冲击地压问题,探讨瓦斯矿井顺层瓦斯抽采钻孔用于防冲卸压的工艺。研究结果表明:抽采钻孔可以降低煤体应力环境,但比大直径卸压钻孔卸压效果弱;利用巷道围岩侧向应力分区特性,改进抽采-卸压钻孔封孔工艺,将单段封孔转化为双段封孔;提出抽采-卸压工艺技术和卸压-抽采工艺,并进一步应用于高瓦斯矿井回采工作面。现场试验结果可知,施工抽采-卸压钻孔后,微震事件最大能量平均降低4000 J,日平均能量平均降低1000 J,顶板活动程度明显减弱;两帮位移量减少300 mm,顶底板移近量减少100 mm,巷道围岩变形明显改善。从而验证顺层抽放钻孔能够达到回采空间煤层卸压作用,兼顾瓦斯抽采和冲击地压卸压功能,真正实现一孔两用。
关键词
瓦斯
煤层
复合灾害
抽
采
钻孔
防冲卸压
耦合机制
Keywords
gas coal seam
complex disaster
extraction borehole
pressure relief for rockburst prevention
coupling mechanism
分类号
TD325 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
穿层大直径钻孔预抽煤巷条带瓦斯机理与应用
4
作者
贺峻
刘红威
刘小平
罗平
郑旭
王飞
周苛
机构
太原理工大学安全与应急管理工程学院
School of Civil
潞安化工集团有限公司
山西焦煤集团有限责任公司
出处
《煤炭科学技术》
北大核心
2025年第8期240-251,共12页
基金
国家自然科学基金资助项目(52304246)
山西省基础研究计划(自由探索类)资助项目(20210302124222)
山西省回国留学人员科研资助项目(2023-057)。
文摘
为了解决低渗高突煤层煤巷条带区域消突困难的难题,开展穿层大直径钻孔预抽煤巷条带瓦斯机理与应用研究。以寺家庄煤矿为工程实例,采用离散元和有限元模拟分析软件,数值分析普通钻孔和穿层大直径钻孔周围裂隙发育和瓦斯运移规律;通过现场试验,分析穿层大直径钻孔预抽煤巷条带瓦斯效果。研究结果表明,当穿层钻孔直径为60~400mm时,随着钻孔孔径的增大,突出煤层裂隙数呈指数增长;钻孔孔径小于210mm时,裂隙数增长较快;钻孔孔径在210~400mm时,裂隙数增长趋于平缓。当穿层钻孔倾角(与水平方向夹角)为30°~90°时,随着倾角的增大,突出煤层裂隙数呈指数增长,倾角为90°时裂隙数达到最大值。在普通钻孔抽采条件下,抽采70d时回风巷两侧仍存在大量瓦斯含量大于8m^(3)/t的条带区域,无法完全消突;抽采120d时,回风巷两侧可基本实现消突。在预抽煤巷处每组增加2个普通钻孔抽采条件下,消突时间缩短至100d。增加穿层大直径钻孔后,消突时间缩短至70d。经实践验证,穿层大直径钻孔的瓦斯体积分数和瓦斯纯量在抽采的前2个月内均远高于普通钻孔。穿层大直径钻孔提高了钻孔瓦斯抽采率,优化了突出煤层的消突效果,保证了煤巷的安全掘进。
关键词
突出
煤层
底
抽
巷
穿层大直径
钻孔
瓦斯
预
抽
Keywords
outburst coal seam
bottom drainage roadway
large diameter drilling through the layer
gas pre-drainage
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
缓倾斜煤层高位定向长钻孔抽采卸压瓦斯技术研究
被引量：
2
5
作者
双海清
刘子嘉
林海飞
周斌
张文琦
罗永刚
机构
西安科技大学安全科学与工程学院
西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室
煤炭行业西部矿井瓦斯智能抽采工程研究中心
陕西长武亭南煤业有限责任公司
出处
《中国安全科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第S01期102-108,共7页
基金
国家自然科学青年项目(51904238)
陕西省自然科学青年基金资助(2019JQ-337,2022JQ-365)
陕西省教育厅专项科学研究计划(22JK0460)
文摘
为探究缓斜煤层覆岩采动裂隙时空演化及卸压瓦斯富集区的变化特征,采用物理相似模拟和现场监测方法,分析采动覆岩裂隙演化和裂隙分布特征;研究卸压瓦斯富集区演化特征,确定高位定向钻孔的合理布置参数方案,并进行效果检验。结果表明:试验工作面沿煤层走向垮落带高度13 m,裂隙带高度68.5 m,沿工作面倾向裂隙网络受煤层倾角影响,工作面断裂角为54°~59°,裂隙发育的开度自工作面向上逐渐增大,瓦斯运移通道呈现出明显的非对称性特征;高位定向钻孔全生命周期瓦斯抽采过程依据其抽采体积分数可分为抽采初期、抽采中期和抽采末期3个阶段,其中抽采初期抽采体积分数偏低,抽采中期为钻孔抽采生命周期内的高效抽采阶段,进入抽采末期抽采体积分数呈现急剧下降的趋势;高位定向长钻孔抽采技术实施后,工作面上隅角、回风巷瓦斯体积分数均小于0.8%,瓦斯抽采效果良好,高位钻孔的布置方式较为合理。
关键词
缓倾斜
煤层
高位定向长
钻孔
瓦斯
抽
采
卸压
瓦斯
采动裂隙
Keywords
slowly inclined coal bed
high directional and long drilling holes
gas extraction
pressure relief gas
mining-induced fissures
分类号
TD712.6 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
软硬复合煤层瓦斯抽采穿层钻孔变形塌孔特征规律研究
被引量：
4
6
作者
张栋
任朝朋
机构
煤炭工业规划设计研究院有限公司
出处
《煤炭工程》
北大核心
2024年第10期201-207,共7页
文摘
为探究软硬复合煤层瓦斯抽采钻孔的变形规律,采用自主研发的“一种全角度瓦斯抽采钻孔稳定性动态监测装置”进行了现场监测,系统分析了硬煤、软煤、软硬复合煤层瓦斯抽采钻孔的变形情况,并采用COMSOL数值模拟手段对试验结果进行验证,结果表明:钻孔浅部竖直方向应变敏感程度滞后于水平方向,且呈交替性增大特征;钻孔应变衰减阶段前,存在一种短暂的伪平衡状态,其实质是煤体内部应力集聚,后突然释放而造成钻孔塌孔;在相同的外部载荷条件下,软弱界面将软硬复合煤层分割为两个相对独立的应力环境,煤层在软弱界面处发生介质突变和应力突变;硬煤层钻孔较软煤层钻孔的各部位变形小,二者均表现为浅部变形大、深部变形小,最终达到稳定环向应变,软硬复合煤层穿层孔在浅部变形与二者相近,穿层孔深部和软弱界面交叉截割形成应力集中区,应力集中区范围沿软弱界面和钻孔径向同时延伸并逐渐衰减,这种衰减呈不明显的非线性特征。
关键词
软硬复合
煤层
瓦斯
抽
采
钻孔
软弱界面
钻孔
塌孔
数值模拟
Keywords
soft hard composite coal seam
gas extraction borehole
weak interface
borehole collapse
numerical simulation
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
厚煤层双排顺层钻孔瓦斯抽采方法模拟及应用
被引量：
2
7
作者
洪林
杜元红
高大猛
郑丹
机构
辽宁工程技术大学安全科学与工程学院
矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室
出处
《矿业安全与环保》
北大核心
2018年第5期60-63,共4页
基金
国家自然科学基金项目(51004062)
文摘
为提高三元煤业3#煤层井下瓦斯抽采效率,首先采用Fluent软件对单排钻孔模型正确性进行验证,然后针对8 m厚煤层分别用单排、双排钻孔进行数值模拟,结果表明:单排钻孔的瓦斯抽采影响半径在2.5 m左右,有效半径为1.7 m,只能影响到钻孔周围的部分区域;采用双排钻孔后,瓦斯流场基本将8 m厚的煤层全覆盖且钻孔周围的瓦斯压力比单排钻孔周围的瓦斯压力小得多。通过三元煤业3#煤层7.83 m厚煤层双排钻孔的应用,实测瓦斯预抽率达到70%,抽采效果较好。双排钻孔可提高厚煤层瓦斯抽采率及覆盖率,可有效降低突出煤层的突出危险性,确保煤矿井下安全生产。
关键词
瓦斯
抽
采
厚
煤层
单
排
钻孔
双
排
钻孔
Fluent软件
Keywords
gas extraction
thick coal seam
single row drilling
double row drilling
fluent software
分类号
TD712.62 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
高瓦斯薄煤层采煤工作面高位钻孔瓦斯抽采技术
被引量：
39
8
作者
赵晶
皮希宇
王栓林
张志荣
廉振山
刘桂凤
机构
煤炭科学技术研究院有限公司安全分院
煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室(煤炭科学研究总院)
北京市煤矿安全工程技术研究中心
北京科技大学土木与环境工程学院
出处
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2015年第11期78-82,共5页
基金
国家科技重大专项资助项目(2011ZX05040-001-007)
文摘
为解决高瓦斯薄煤层回采工作面邻近层及采空区瓦斯涌出难题,基于采空区上覆岩层移动破坏的规律,在朱家店煤矿4号煤层顶板布置高位钻孔的措施对卸压瓦斯进行抽采,并对高位钻孔开孔位置、终孔位置、终孔高度、开孔距离等抽采参数进行了研究。结合高位钻孔抽采效果分析,得出4号煤层顶板裂缝带高度在12 m左右、401工作面的初次来压步距为20~30 m、工作面＂O＂形圈的周边宽度为30 m左右、每组高位钻孔开孔间距为8~12 m较为适宜。现场应用结果表明：通过向采空区裂缝带内施工参数设计合理的高位钻孔,单孔抽采瓦斯纯量在0.01~0.24 m3/min,上隅角瓦斯体积分数由原来的0.89%降到0.31%左右,采煤工作面回风瓦斯体积分数由原来的0.65%降到0.20%左右,杜绝了采煤工作面回风及上隅角瓦斯超限。
关键词
薄
煤层
高位
钻孔
瓦斯
抽
采
采空区
Keywords
thin seam
high level borehole
gas drainage
goaf
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
多煤层穿层钻孔瓦斯抽采有效抽采半径测定
被引量：
35
9
作者
徐青伟
王兆丰
徐书荣
王立国
机构
河南理工大学安全科学与工程学院
贵州黔西能源开发有限公司青龙煤矿
出处
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2015年第7期83-88,共6页
基金
国家自然科学基金青年基金资助项目(51404091)
文摘
为了解决煤矿瓦斯抽采过程中,测定多煤层穿层钻孔瓦斯抽采在考察区域及整个煤层的有效抽采半径时遇到的问题,分别提出了相应的解决方法:确定多煤层穿层钻孔瓦斯抽采各煤层瓦斯比例时,提出将煤层厚度、原始瓦斯含量、透气性系数的乘积作为抽采相关量,将抽采相关量归一化处理来计算,考虑了影响穿层钻孔瓦斯抽采量的主要因素;由考察区域推算整个煤层的有效抽采半径时,煤层瓦斯参数发生变化,钻孔在各煤层的瓦斯抽采量也发生变化,依据钻孔瓦斯抽采量与对应的抽采相关量成正比,推算不同煤层瓦斯参数的钻孔瓦斯抽采量。结果表明:针对青龙煤矿的实际条件,得到了16号煤层穿层钻孔在考察区域及整个煤层的有效抽采半径,为合理布孔提供了依据。
关键词
有效
抽
采半径
瓦斯
流量法
穿层
钻孔
多
煤层
瓦斯
抽
采
瓦斯
抽
采比例
Keywords
effective drainage radius
gas flow method
borehole passed through multi seams
gas drainage of multi seams
gas drainage ratio
分类号
TD712.6 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
煤层渗透率各向异性对钻孔瓦斯抽采的影响
被引量：
15
10
作者
范超军
李胜
兰天伟
杨振华
罗明坤
陶梅
机构
辽宁工程技术大学矿业学院
辽宁工程技术大学煤炭资源安全开采与洁净利用工程研究中心
出处
《中国安全科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2017年第11期132-137,共6页
基金
国家重点研发计划(2016YFC0801407-2)
国家自然科学基金资助(51674132
+2 种基金
51604139)
辽宁省自然科学基金资助(2015020614)
辽宁省教育厅城市研究院项目(LJCl002)
文摘
为揭示渗透率各向异性对钻孔瓦斯抽采的影响,假设煤层是一种孔隙-裂隙结构的弹性连续介质,构建各向异性渗透率方程;基于多物理场耦合理论,建立考虑气-水两相流的煤层流固耦合模型,结合试验测得的煤层不同方向上的渗透率,模拟确定煤层瓦斯抽采的合理钻孔间距和钻孔布置方向。结果表明:由于渗透率各向异性,在钻孔附近形成椭圆形的压降区域,该区域向煤层边界扩展,逐渐变为鼓形;在模拟工况下,抽采120天内达标的合理钻孔间距应为2.346~2.598 m;钻孔与最大渗透率方向的夹角越大,瓦斯抽采量越大,钻孔布置方向与煤层最大渗透率方向应保持较大夹角。
关键词
瓦斯
抽
采
煤层
渗透率
各向异性
流固耦合模型
有效半径
钻孔
方向
Keywords
gas extraction
coal permeability
anisotropy
hydraulic-mechanical coupling model
effective radius
drilling direction
分类号
X936 [环境科学与工程—安全科学]
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职称材料
题名
钻孔预抽煤层瓦斯影响规律研究
被引量：
22
11
作者
许满贵
林海飞
李树刚
胡安辉
机构
西安科技大学能源学院
出处
《矿业安全与环保》
北大核心
2010年第5期1-3,10,共4页
基金
国家自然科学基金资助项目(50574072)
陕西省自然科学基金资助项目(2007E230)
陕西省教育厅专项基金资助项目(08JK352)
文摘
给定煤层多孔介质渗流边界条件,湍流计算选用k—ε模型,瓦斯在煤层中流动采用多孔介质模型,研究了在不同的抽采时间、负压、渗透率、煤层瓦斯压力及不同的钻孔直径等条件下钻孔的抽采半径及抽采量变化规律,研究结论对于现场预抽煤层瓦斯钻孔参数设计有理论指导意义。
关键词
预
抽
煤层
瓦斯
钻孔
参数
瓦斯
扩散
瓦斯
渗流
分类号
TD712.61 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
高瓦斯特厚煤层下分层千米钻孔瓦斯抽采技术
被引量：
38
12
作者
周西华
王鹏辉
门金龙
赵海波
毕建乙
机构
辽宁工程技术大学安全科学与工程学院
矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室
煤科集团沈阳研究院有限公司
出处
《煤田地质与勘探》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第4期20-24,29,共6页
文摘
针对高瓦斯特厚煤层开采上分层时工作面瓦斯频繁超限的问题，依据上分层开采时，下分层在采动应力作用下的破坏程度及卸压瓦斯运移规律，以亭南煤矿205 工作面为试验背景，对下分层千米钻孔瓦斯抽采进行研究。采用理论计算和FLAC3D 数值模拟，确定下分层塑性破坏最大深度约为13 m，千米定向钻孔布置的最佳区域在工作面底板以下6~9 m。通过对不同位置千米钻孔在工作面推进过程中的瓦斯抽采量进行现场监测，结果表明，6~9 m 的千米钻孔抽采效果最为明显，钻场瓦斯抽采量随工作面推进成指数上升，最终增长到68%左右。千米钻孔瓦斯抽采技术实现了对高瓦斯特厚煤层下分层卸压瓦斯长时间、高浓度抽采。
关键词
高
瓦斯
特厚
煤层
下分层
瓦斯
抽
采
千米
钻孔
底板采动裂隙
卸压增流
Keywords
thick and high–gas seams
gas extraction in lower slice
kilometer hole
mining-induced fracture in floor
pressure relief and fluid increase
分类号
P634 [天文地球—地质矿产勘探]
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职称材料
题名
顺煤层钻孔瓦斯抽采时空演化规律研究
被引量：
14
13
作者
胡杰
隆清明
李建功
吕贵春
机构
中国煤炭科工集团重庆研究院有限公司
瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室
重庆大学资源与环境科学学院
出处
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2017年第2期83-88,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(51304237)
"两江学者"计划专项经费资助项目([2013]渝九证字第1406号)
文摘
为研究顺煤层钻孔瓦斯抽采效果与抽采半径、抽采时间的关系,基于渗流理论、气体状态方程及瓦斯含量计算方程,建立了本煤层瓦斯抽采时空演化规律数学模型,基于仲恒煤矿1320-11工作面的工程背景,采用Comsol数值模拟,得到不同抽采时间下单个钻孔径向范围的瓦斯压力分布,分析了抽采半径与抽采时间的动态变化关系,进而推导出瓦斯抽采时空演化规律对数函数关系式,进行了不同抽采半径条件下的钻孔瓦斯抽采对比试验,求算并验证了当抽采半径小于2 m或抽采时间在180 d以内时,瓦斯抽采时空演化规律函数关系式的合理性与正确性,符合现场实际抽采规律。
关键词
顺
煤层
钻孔
瓦斯
抽
采
抽
采时间
抽
采半径
时空演化规律
Keywords
drilling along coal seam
gas drainage
drainage time
drainage radius
time-space evolution law
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
煤层顶板瓦斯抽放水平长钻孔的设计与应用
被引量：
33
14
作者
孙荣军
石智军
吴璋
机构
煤炭科学研究总院西安研究院
出处
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2008年第1期38-41,94,共5页
文摘
为了更高效地抽放煤层覆岩裂隙及离层的瓦斯,对煤层顶板水平长钻孔的层位选择,参数确定,布置形式,钻场的设计要求,钻机、钻杆、钻头的选择以及钻进工艺参数的合理控制进行了试验研究。试验证明走向长钻孔的抽放效果很大程度上取决于钻孔所处的层位,只要保证钻孔在工作面采空区的裂隙带延伸,并采用合理的钻进工艺参数,尽量延长有效抽放长度和采取有效的抽放参数,就能取得理想的抽放效果。这可以解决上邻近层和采空区的瓦斯抽放问题。
关键词
煤层
顶板
瓦斯
抽
放
水平长
钻孔
Keywords
seam roof
gas drainage
horizontal long borehole
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
顺煤层平行钻孔抽采瓦斯合理布孔参数的确定方法
被引量：
13
15
作者
张志刚
郑志伟
文光才
孙东玲
机构
煤炭科学研究总院重庆研究院
水城矿业集团公司
出处
《矿业安全与环保》
北大核心
2008年第4期5-7,共3页
基金
煤炭科学研究总院青年创新基金资助项目(2006QN22)
文摘
通过对煤层内瓦斯渗流过程的理论分析,建立了瓦斯抽采的流动模型,并进行了解算。利用所编制的煤矿井下瓦斯抽采数值模拟分析软件,提出了煤矿井下瓦斯抽采合理布孔参数的确定方法,并进行了实例计算。结果表明,该方法可以确定顺煤层平行钻孔抽采瓦斯合理布孔参数,用于指导生产。
关键词
顺
煤层
平行
钻孔
瓦斯
抽
采
布孔参数
数值模拟
分类号
TD712.62 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
交叉钻孔预抽本煤层瓦斯
被引量：
6
16
作者
王魁军
王佑安
许昭泽
王建国
机构
煤炭科学研究总院抚顺分院
出处
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
1995年第11期1-6,共6页
文摘
通过对交叉钻孔预抽本煤层瓦斯提高抽放量的理论分析和焦作矿务局九里山矿交叉钻孔预抽本煤层瓦斯的试验研究，表明交叉钻孔预抽本煤层瓦斯在不增加任何工程量的条件下，较目前常规采用的布孔方式可提高抽放量０．４６～１．０２倍。
关键词
交叉
钻孔
预
抽
瓦斯
抽
放量
地应力
煤层
瓦斯
分类号
TD712.6 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
抽放瓦斯顺煤层长钻孔施工技术
被引量：
5
17
作者
郝世俊
石智军
孙荣军
刘卫东
机构
煤炭科学研究总院西安分院
出处
《煤田地质与勘探》
CAS
CSCD
北大核心
2003年第2期61-62,共2页
文摘
介绍了抽放瓦斯顺煤层长钻孔试验情况。在试验中使用定向钻进技术施工了3个钻孔,有1个试验孔深度达509.03m,是目前国内最深的全煤层长钻孔,平均纯钻进时效24.4m/h。这些抽放孔的瓦斯涌出量均达到2.0～2.5m^3/min。
关键词
瓦斯
抽
放
顺
煤层
长
钻孔
定向钻进
瓦斯
涌出量
地质条件
钻具
Keywords
discharging gas
long drilling hole in coal seam
directional drilling
分类号
TD712.6 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
穿层钻孔各煤层瓦斯抽采比例计算方法及应用
被引量：
5
18
作者
徐青伟
王兆丰
徐书荣
王立国
机构
河南理工大学安全科学与工程学院
贵州黔西能源开发有限公司青龙煤矿
出处
《煤田地质与勘探》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第6期169-172,共4页
基金
国家自然科学基金青年基金项目(51404091)~~
文摘
为了测定穿层钻孔多煤层瓦斯抽采各煤层瓦斯抽采比例及残余瓦斯含量,分别提出了相应的解决方法。计算穿层钻孔多煤层瓦斯抽采各煤层瓦斯抽采比例时,提出将煤层厚度、原始瓦斯含量、透气性系数的乘积作为瓦斯抽采相关量,将瓦斯抽采相关量归一化处理来计算,考虑了影响穿层钻孔瓦斯抽采的主要因素;预测穿层钻孔多煤层瓦斯抽采各煤层残余瓦斯含量时,利用原始瓦斯含量与吨煤瓦斯抽采量来计算,吨煤瓦斯抽采量与穿层钻孔瓦斯抽采总量、穿层钻孔在该煤层的瓦斯抽采比例及该煤层的质量有关。结果表明:提出的穿层钻孔多煤层瓦斯抽采各煤层瓦斯抽采比例计算方法,与贵州省青龙煤矿现场实测结果的最大相对误差仅为2.03%,能够满足工程实践的需要。
关键词
穿层
钻孔
多
煤层
瓦斯
抽
采
瓦斯
抽
采比例
残余
瓦斯
含量
Keywords
penetration borehole
multi-seam gas extraction
gas extraction ratio
residual gas content
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
钻孔间距对水力压裂促抽煤层瓦斯的影响
被引量：
2
19
作者
李胜
任延平
范超军
杨振华
罗明坤
兰天伟
机构
辽宁工程技术大学矿业学院
河南理工大学深井瓦斯抽采与围岩控制技术国家地方联合工程实验室
出处
《中国安全生产科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第1期70-76,共7页
基金
国家重点研发计划(2016YFC0801407-2)
国家自然科学基金项目(51674132)
+1 种基金
深部瓦斯抽采与围岩控制技术国家地方联合工程实验室开放基金项目(G201602)
辽宁省自然科学基金项目(2015020614)
文摘
针对定量确定合理钻孔间距困难问题,基于损伤力学和多场耦合理论,建立了水力压裂和瓦斯抽采的煤层流固耦合模型,包括瓦斯和水运移场、应力场以及孔隙度、渗透率演化方程,并采用Comsol联合Matlab求解,研究了不同钻孔间距时压裂和抽采过程中煤层弹模、损伤值、渗透率、瓦斯压力、抽采量和压裂贯通时间的变化规律。结果表明:耦合模型可较准确地模拟煤层水力压裂和瓦斯抽采过程;压裂贯通时间与钻孔间距呈指数增长关系;在马堡煤矿,当钻孔间距为4~8 m时,压裂损伤区在抽采孔贯通,渗透率呈"n"型曲线,瓦斯抽采后,瓦斯压力迅速下降,抽采有效区随间距的增加而增大;当钻孔间距为9~12 m时,压裂损伤区未贯通,煤层渗透率呈"m"型曲线,抽采有效区随间距的增加而减小,与间距4~8 m相比,瓦斯抽采量较小。
关键词
水力压裂
瓦斯
抽
采
煤层
增透
钻孔
间距
流固耦合模型
Keywords
hydraulic fracturing
gas extraction
coal seam permeability enhancement
spacing between boreholes
fluidsolid coupled model
分类号
X913.3 [环境科学与工程—安全科学]
TD712 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
数值模拟结合SF_6示踪法确定煤层钻孔瓦斯抽采有效半径
被引量：
43
20
作者
郝天轩
宋超
机构
河南理工大学安全科学与工程学院
陕西煤业化工技术研究院有限责任公司现代煤炭开采技术研究所
出处
《中国安全科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2013年第1期22-27,共6页
基金
河南省2010年重点科技攻关项目(102102310217)
河南省高等学校青年骨干教师资助计划(649083)
河南理工大学博士基金资助(B2008-16)
文摘
为准确确定煤层钻孔的瓦斯抽采有效半径,实现最优钻孔设计及最佳抽采效果,根据煤层瓦斯流动理论与煤岩体变形理论,建立钻孔抽采煤层瓦斯的气固耦合数学模型。并利用COMSOLMultiphysics软件,模拟SF6气体在瓦斯渗流场内的运移过程。利用SF6气体示踪法进行现场测试。依据相似定律,结合模拟与实测结果确定钻孔抽采有效半径的范围。以黄陵集团一号煤矿306工作面为例进行试验研究。试验结果表明,模拟结果与实测结果基本吻合;在钻孔直径为94 mm,抽采负压为15 kPa的条件下,预抽30天后,试验工作面抽采有效半径为5.88 m。
关键词
煤层
瓦斯
钻孔
预
抽
抽
采有效半径
数值模拟
SF6气体示踪法
Keywords
coal seam gas
pre-drilling extraction
extraction effective radius
numerical simulation
SF6 gas tracer method
分类号
X936 [环境科学与工程—安全科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
公路隧道穿越小倾角高压瓦突煤层瓦斯抽排技术研究
杨洪
曾仲毅
吴铭芳
田娇
《隧道建设(中英文)》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
碎软煤层顶板长钻孔定向压裂瓦斯超前治理工程实践
贾秉义
李树刚
陈冬冬
张群
《煤田地质与勘探》
北大核心
2025
2
在线阅读
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职称材料
3
顺层瓦斯抽采钻孔在防冲卸压中的应用
蒋军军
《煤炭工程》
北大核心
2025
0
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职称材料
4
穿层大直径钻孔预抽煤巷条带瓦斯机理与应用
贺峻
刘红威
刘小平
罗平
郑旭
王飞
周苛
《煤炭科学技术》
北大核心
2025
0
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职称材料
5
缓倾斜煤层高位定向长钻孔抽采卸压瓦斯技术研究
双海清
刘子嘉
林海飞
周斌
张文琦
罗永刚
《中国安全科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
2
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职称材料
6
软硬复合煤层瓦斯抽采穿层钻孔变形塌孔特征规律研究
张栋
任朝朋
《煤炭工程》
北大核心
2024
4
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职称材料
7
厚煤层双排顺层钻孔瓦斯抽采方法模拟及应用
洪林
杜元红
高大猛
郑丹
《矿业安全与环保》
北大核心
2018
2
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职称材料
8
高瓦斯薄煤层采煤工作面高位钻孔瓦斯抽采技术
赵晶
皮希宇
王栓林
张志荣
廉振山
刘桂凤
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2015
39
在线阅读
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职称材料
9
多煤层穿层钻孔瓦斯抽采有效抽采半径测定
徐青伟
王兆丰
徐书荣
王立国
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2015
35
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职称材料
10
煤层渗透率各向异性对钻孔瓦斯抽采的影响
范超军
李胜
兰天伟
杨振华
罗明坤
陶梅
《中国安全科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2017
15
在线阅读
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职称材料
11
钻孔预抽煤层瓦斯影响规律研究
许满贵
林海飞
李树刚
胡安辉
《矿业安全与环保》
北大核心
2010
22
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职称材料
12
高瓦斯特厚煤层下分层千米钻孔瓦斯抽采技术
周西华
王鹏辉
门金龙
赵海波
毕建乙
《煤田地质与勘探》
CAS
CSCD
北大核心
2016
38
在线阅读
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职称材料
13
顺煤层钻孔瓦斯抽采时空演化规律研究
胡杰
隆清明
李建功
吕贵春
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2017
14
在线阅读
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职称材料
14
煤层顶板瓦斯抽放水平长钻孔的设计与应用
孙荣军
石智军
吴璋
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2008
33
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职称材料
15
顺煤层平行钻孔抽采瓦斯合理布孔参数的确定方法
张志刚
郑志伟
文光才
孙东玲
《矿业安全与环保》
北大核心
2008
13
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职称材料
16
交叉钻孔预抽本煤层瓦斯
王魁军
王佑安
许昭泽
王建国
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
1995
6
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职称材料
17
抽放瓦斯顺煤层长钻孔施工技术
郝世俊
石智军
孙荣军
刘卫东
《煤田地质与勘探》
CAS
CSCD
北大核心
2003
5
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职称材料
18
穿层钻孔各煤层瓦斯抽采比例计算方法及应用
徐青伟
王兆丰
徐书荣
王立国
《煤田地质与勘探》
CAS
CSCD
北大核心
2016
5
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职称材料
19
钻孔间距对水力压裂促抽煤层瓦斯的影响
李胜
任延平
范超军
杨振华
罗明坤
兰天伟
《中国安全生产科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2018
2
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职称材料
20
数值模拟结合SF_6示踪法确定煤层钻孔瓦斯抽采有效半径
郝天轩
宋超
《中国安全科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2013
43
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