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松软煤层及砂岩顶板水力挠动卸压增透效果对比分析
被引量：
9
1
作者
田坤云
宫伟东
+5 位作者
魏二剑
张瑞林
宋志敏
张文勇
李冰
吴小旭
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第6期1888-1897,共10页
为了考察水力挠动措施对软煤及砂岩的卸压增透效果,克服采取高压注水进行煤层瓦斯增浓提效的盲目性。采用自行设计改造的"真三轴水力挠动-瓦斯渗流实验装置"对正方体砂岩及松软煤样试件进行了水力挠动实验。根据泵注压力实时...
为了考察水力挠动措施对软煤及砂岩的卸压增透效果,克服采取高压注水进行煤层瓦斯增浓提效的盲目性。采用自行设计改造的"真三轴水力挠动-瓦斯渗流实验装置"对正方体砂岩及松软煤样试件进行了水力挠动实验。根据泵注压力实时演化曲线分析掌握了2种试件注水过程中裂隙发育、延展规律:泵注过程中砂岩试件经历压裂—多次压裂—完全破裂,最终被高压水完全压裂,其内部裂隙得到充分扩张、衍生,最终相互贯通的裂隙网形成;相反,软煤样试件则经过压裂—压实—闭合,最终被压实闭缝,内部裂隙网络未能展开连通。基于挠动前后渗透率分析对比的基础上实验验证了水力挠动措施对2种试件的适用性:挠动后砂岩试件的渗透率成百倍增加,而软煤试件的渗透能力几乎丧失。与模拟实验相对应,在试验井松软煤层及顶板砂岩中分别布置钻孔进行高压水挠动,措施后采用相关指标对挠动后的瓦斯抽采效果进行了考察:砂岩挠动钻孔措施后的抽采流量、浓度及纯量大幅增加,衰减系数急剧下降;而煤层挠动钻孔相应指标则呈相反趋势。实验结果及现场工程实践均表明:水力挠动作用下砂岩内部发生脆性变形,持续高水压作用下裂隙较好地发育、延展、贯通,较发育的网络系统形成,为下部煤体瓦斯解吸、扩散和运移提供了畅通的流动通道。相反,尽管挠动初期松软煤体内部出现裂隙,但随着注水持续,煤体发生塑性变形,水与煤体形成的煤泥堵塞了天然及人造裂缝(隙),软煤逐渐被压实,瓦斯流动性弱化,渗透性降低。研究成果表明转移挠动对象松软煤体至其坚硬顶板是松软煤层卸压增透的有效途径之一,应用于不适宜采用水力挠动的低透气性突出煤层有望取得较理想的瓦斯治理效果。
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关键词
水力挠动
砂岩顶板
松软煤层
真三轴
瓦斯渗流
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职称材料
顶板水力挠动强制卸压煤层瓦斯抽采工程实践
被引量：
4
2
作者
田坤云
韩兆彦
毕寸光
《中国安全生产科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第3期71-76,共6页
对塑性松软煤体进行水力挠动较难取得理想的瓦斯增浓提效效果,为克服该措施的局限性,使松软煤层有效卸压增透,可将挠动对象转移至煤层顶板砂岩。基于对顶板砂岩水力挠动裂隙发育、延展及煤层卸压增透机理分析,在试验矿井的松软煤层及顶...
对塑性松软煤体进行水力挠动较难取得理想的瓦斯增浓提效效果,为克服该措施的局限性,使松软煤层有效卸压增透,可将挠动对象转移至煤层顶板砂岩。基于对顶板砂岩水力挠动裂隙发育、延展及煤层卸压增透机理分析,在试验矿井的松软煤层及顶板砂岩中分别施工钻孔进行水力挠动试验,同时采用多级指标对措施后的瓦斯抽采效果进行考察。结果表明:水力挠动作用下砂岩体内部形成有利于下部煤层瓦斯流动的裂隙网络,抽采流量、浓度及累计抽采纯量大幅提高;但由于高压水作用下松软煤体内部发生塑性变形、裂隙堵塞、瓦斯流动性弱化,导致抽采流量、浓度及累计抽采纯量不升反降。研究结果可为松软煤层实施水力挠动提供参考,以期实现较理想的瓦斯治理效果。
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关键词
顶板砂岩
增浓提效
卸压增透
水力挠动
抽采纯量
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职称材料
题名
松软煤层及砂岩顶板水力挠动卸压增透效果对比分析
被引量：
9
1
作者
田坤云
宫伟东
魏二剑
张瑞林
宋志敏
张文勇
李冰
吴小旭
机构
河南工程学院资源与安全工程学院
中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院
武汉科技大学资源与环境工程学院
河南理工大学安全科学与工程学院
登封市仟祥煤业有限责任公司
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第6期1888-1897,共10页
基金
国家自然科学基金资助项目(51604091,1872169,41972177)。
文摘
为了考察水力挠动措施对软煤及砂岩的卸压增透效果,克服采取高压注水进行煤层瓦斯增浓提效的盲目性。采用自行设计改造的"真三轴水力挠动-瓦斯渗流实验装置"对正方体砂岩及松软煤样试件进行了水力挠动实验。根据泵注压力实时演化曲线分析掌握了2种试件注水过程中裂隙发育、延展规律:泵注过程中砂岩试件经历压裂—多次压裂—完全破裂,最终被高压水完全压裂,其内部裂隙得到充分扩张、衍生,最终相互贯通的裂隙网形成;相反,软煤样试件则经过压裂—压实—闭合,最终被压实闭缝,内部裂隙网络未能展开连通。基于挠动前后渗透率分析对比的基础上实验验证了水力挠动措施对2种试件的适用性:挠动后砂岩试件的渗透率成百倍增加,而软煤试件的渗透能力几乎丧失。与模拟实验相对应,在试验井松软煤层及顶板砂岩中分别布置钻孔进行高压水挠动,措施后采用相关指标对挠动后的瓦斯抽采效果进行了考察:砂岩挠动钻孔措施后的抽采流量、浓度及纯量大幅增加,衰减系数急剧下降;而煤层挠动钻孔相应指标则呈相反趋势。实验结果及现场工程实践均表明:水力挠动作用下砂岩内部发生脆性变形,持续高水压作用下裂隙较好地发育、延展、贯通,较发育的网络系统形成,为下部煤体瓦斯解吸、扩散和运移提供了畅通的流动通道。相反,尽管挠动初期松软煤体内部出现裂隙,但随着注水持续,煤体发生塑性变形,水与煤体形成的煤泥堵塞了天然及人造裂缝(隙),软煤逐渐被压实,瓦斯流动性弱化,渗透性降低。研究成果表明转移挠动对象松软煤体至其坚硬顶板是松软煤层卸压增透的有效途径之一,应用于不适宜采用水力挠动的低透气性突出煤层有望取得较理想的瓦斯治理效果。
关键词
水力挠动
砂岩顶板
松软煤层
真三轴
瓦斯渗流
Keywords
hydraulic disturbance
sandstone roof
soft coal seam
true triaxiality
gas seepage
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
顶板水力挠动强制卸压煤层瓦斯抽采工程实践
被引量：
4
2
作者
田坤云
韩兆彦
毕寸光
机构
河南工程学院资源与安全工程学院
安阳市主焦煤业有限责任公司
出处
《中国安全生产科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第3期71-76,共6页
基金
国家自然科学基金项目(51604091)
河南工程学院科研培育基金项目(PYXM202017)。
文摘
对塑性松软煤体进行水力挠动较难取得理想的瓦斯增浓提效效果,为克服该措施的局限性,使松软煤层有效卸压增透,可将挠动对象转移至煤层顶板砂岩。基于对顶板砂岩水力挠动裂隙发育、延展及煤层卸压增透机理分析,在试验矿井的松软煤层及顶板砂岩中分别施工钻孔进行水力挠动试验,同时采用多级指标对措施后的瓦斯抽采效果进行考察。结果表明:水力挠动作用下砂岩体内部形成有利于下部煤层瓦斯流动的裂隙网络,抽采流量、浓度及累计抽采纯量大幅提高;但由于高压水作用下松软煤体内部发生塑性变形、裂隙堵塞、瓦斯流动性弱化,导致抽采流量、浓度及累计抽采纯量不升反降。研究结果可为松软煤层实施水力挠动提供参考,以期实现较理想的瓦斯治理效果。
关键词
顶板砂岩
增浓提效
卸压增透
水力挠动
抽采纯量
Keywords
roof sandstone
gas concentration and efficiency improvement
pressure relief and permeability improvement
hydraulic disturbance
gas drainage pure flow
分类号
X936 [环境科学与工程—安全科学]
TD713 [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
松软煤层及砂岩顶板水力挠动卸压增透效果对比分析
田坤云
宫伟东
魏二剑
张瑞林
宋志敏
张文勇
李冰
吴小旭
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
9
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
顶板水力挠动强制卸压煤层瓦斯抽采工程实践
田坤云
韩兆彦
毕寸光
《中国安全生产科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2021
4
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职称材料
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