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煤体钻孔瓦斯有效抽采半径判定技术 被引量:48
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作者 魏国营 秦宾宾 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2013年第6期754-758,共5页
为研究瓦斯矿井本煤层准确测定瓦斯有效抽采半径问题,提出了利用吨煤瓦斯抽采量计算钻孔瓦斯有效抽采半径的测定方法.基于瓦斯钻孔衰减负指数规律建立钻孔瓦斯抽采模型,解算出吨煤瓦斯抽采量,并与其煤层原始瓦斯含量对比,得出煤层残存... 为研究瓦斯矿井本煤层准确测定瓦斯有效抽采半径问题,提出了利用吨煤瓦斯抽采量计算钻孔瓦斯有效抽采半径的测定方法.基于瓦斯钻孔衰减负指数规律建立钻孔瓦斯抽采模型,解算出吨煤瓦斯抽采量,并与其煤层原始瓦斯含量对比,得出煤层残存瓦斯含量Wc和抽采率η,以此判断钻孔瓦斯有效抽采半径,只有同时满足{Wc≤8m3/t∩η≥30%},才为钻孔瓦斯有效抽采半径.研究结果表明:随着预抽时间延长,钻孔瓦斯有效抽采半径逐渐增大,直至极限抽采半径.通过工程实践,分析了不同时间的有效抽采半径,为瓦斯矿井抽采工作提供了可靠的抽采参数,具有实际应用价值. 展开更多
关键词 瓦斯 有效半径 指标 吨煤 瓦斯含量 瓦斯流量 ANSYS
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钻孔瓦斯有效抽采半径预测方法探讨 被引量:8
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作者 王晓峰 《煤炭工程》 北大核心 2017年第2期97-99,共3页
解析了钻孔瓦斯有效抽采半径测定存在的受限因素,分析了压力指标法测定参数之间的灰度关系。建立了灰度预测模型并进行数据预测和现象实测数据比较,提出了压力指标法考察钻孔瓦斯有效抽采半径的灰度预测理论。预测结论为在第25天表压值... 解析了钻孔瓦斯有效抽采半径测定存在的受限因素,分析了压力指标法测定参数之间的灰度关系。建立了灰度预测模型并进行数据预测和现象实测数据比较,提出了压力指标法考察钻孔瓦斯有效抽采半径的灰度预测理论。预测结论为在第25天表压值降至最大值的56%以下,并随着观测时间的累计,预测的表压值具有持续下降的趋势,与现场实测的第23天数据指标相差仅2d。研究结果表明,灰度预测模型的引入为克服考察钻孔瓦斯有效抽采半径过程中的难点问题提供了可靠的预测理论依据和比对参照数据。 展开更多
关键词 钻孔瓦斯有效抽采半径 瓦斯 压力指标法 灰度预测
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顺层钻孔瓦斯有效抽采半径测定方法研究 被引量:2
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作者 郭瑞瑞 郭爱伟 《中国煤炭》 2023年第2期52-57,共6页
为进一步提高煤层瓦斯有效抽采半径的精准度,实现高效率抽采,分析了建新煤矿4207工作面煤层瓦斯压力、瓦斯含量及抽采负压等参数对瓦斯有效抽采半径的影响,结合数值模拟与现场实测研究了煤层顺层钻孔有效抽采半径。研究结果表明:有效抽... 为进一步提高煤层瓦斯有效抽采半径的精准度,实现高效率抽采,分析了建新煤矿4207工作面煤层瓦斯压力、瓦斯含量及抽采负压等参数对瓦斯有效抽采半径的影响,结合数值模拟与现场实测研究了煤层顺层钻孔有效抽采半径。研究结果表明:有效抽采半径与抽采时间呈正相关,随时间的推移不断扩大,但扩大的速率与抽采时间呈负相关,且有效抽采半径存在上限;通过计算百米钻孔瓦斯抽采纯量和自然衰减系数,进一步得到抽采衰减关系,推导出有效抽采半径的公式;通过抽采衰减关系可获得抽采半径为上限值时所使用的抽采时间,并将现场实测与数值模拟结果进行对比,发现二者基本吻合。 展开更多
关键词 瓦斯 顺层钻孔 有效半径 瓦斯压力 瓦斯含量 负压
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基于可变形CNN LSTM Attention网络的瓦斯抽采有效半径预测模型及应用
4
作者 杨帅 《中国煤炭》 北大核心 2025年第7期124-133,共10页
瓦斯抽采有效半径是确定井下煤层抽采钻孔间距的基础参数,因受煤层赋存条件和技术条件影响,其确定方法尚未统一、普适性差。提出了基于可变形CNN LSTM MulAttention网络的瓦斯抽采有效半径预测模型,将煤层埋深、煤层初始瓦斯压力和渗透... 瓦斯抽采有效半径是确定井下煤层抽采钻孔间距的基础参数,因受煤层赋存条件和技术条件影响,其确定方法尚未统一、普适性差。提出了基于可变形CNN LSTM MulAttention网络的瓦斯抽采有效半径预测模型,将煤层埋深、煤层初始瓦斯压力和渗透率等作为特征量,有效半径作为目标量,构建有效半径预测数据集,用于模型的训练和测试。训练和测试结果表明,可变形CNN LSTM Attention网络预测模型训练和测试中的平均绝对误差(MAE)、均方误差(RMSE)、决定系数(R^(2))分别为0.3182、0.6226、0.8727和0.4242、0.6426、0.8496,预测精度良好。与LSTM、CNN、CNN LSTM和CNN LSTM Attention预测模型相比,可变形CNN LSTM Attention网络预测模型的总体MAE和RMSE分别降低29.62%、17.30%、15.01%、4.61%和75.26%、63.37%、59.88%、54.23%,决定系数R^(2)分别提高66.12%、16.36%、11.70%、6.73%,采用可变形CNN LSTM Attention网络预测模型具有更高的精度和更好的预测效果。利用训练的机器学习预测模型对顺层钻孔瓦斯抽采有效半径进行了预测,结果与瓦斯含量现场测定法和数值模拟法确定的有效半径相差较小,验证了机器学习预测瓦斯抽采有效半径的可行性。 展开更多
关键词 瓦斯 有效半径 预测模型 可变形CNN LSTM Attention网络
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瓦斯隧道抽采钻孔瓦斯体积分数实时计量模型设计及优化研究
5
作者 刘勇 余大炀 +2 位作者 张慧栋 陈长江 何岸 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第6期1102-1111,共10页
钻孔孔口瓦斯体积分数的实时精准测量是实现瓦斯隧道智能化治理的关键。目前常用的可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)在瓦斯隧道复杂环境中存在低体积分数检测精度不足等问题。为解决上述问题,构建一种集成波长调制光谱(WMS)与重心... 钻孔孔口瓦斯体积分数的实时精准测量是实现瓦斯隧道智能化治理的关键。目前常用的可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)在瓦斯隧道复杂环境中存在低体积分数检测精度不足等问题。为解决上述问题,构建一种集成波长调制光谱(WMS)与重心拉格朗日插值补偿算法的TDLAS测量系统,并结合钻孔气体组分、环境压力与温度变化对测量误差进行建模修正,提升系统在动态钻孔环境下的测量精度与稳定性。通过标准气体试验对系统性能进行验证,主要研究结论如下:1)基于Beer-Lambert定律和HITRAN数据库参数,建立瓦斯体积分数TDLAS反演模型,明确吸收谱线型函数与线强度是影响测量精度的关键因素,分析表明钻孔环境下采用Lorentz函数描述谱线展宽更为合理。2)针对温度与压力变化引起的谱线偏移问题,提出基于重心加权的拉格朗日插值补偿算法,实现了非稳态条件下的体积分数高精度修正,具备良好的数值稳定性与适应性。3)通过0.5%和4.5%体积分数标准瓦斯气体在0~40℃内的温度扰动试验,验证了所提补偿方法可将系统最大测量误差控制在0.5%以内,显著优于未补偿状态。4)提出的测量系统实现了钻孔单孔瓦斯体积分数的高精度、动态监测,具备良好的环境适应性和工程应用潜力。 展开更多
关键词 钻孔 瓦斯隧道 瓦斯体积分数 TDLAS技术 补偿算法
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大直径钻孔穿越保护煤柱损伤演化与采空区瓦斯抽采运移规律 被引量:1
6
作者 石光 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第1期111-121,128,共12页
通过在Abaqus软件中引入Concrete Damage Model屈服准则,探究了钻孔开挖与采动过程中的煤柱损伤状态。以平舒煤矿81117工作面为例,运用Fluent软件分析了采空区瓦斯流动状态及钻孔布置间距、钻孔数量、抽采排量对瓦斯治理效果的影响。结... 通过在Abaqus软件中引入Concrete Damage Model屈服准则,探究了钻孔开挖与采动过程中的煤柱损伤状态。以平舒煤矿81117工作面为例,运用Fluent软件分析了采空区瓦斯流动状态及钻孔布置间距、钻孔数量、抽采排量对瓦斯治理效果的影响。结果表明,钻孔开挖过程中煤柱不会发生明显的损伤。在回采过程中,巷道顶板与钻孔围岩的高应力区存在连通趋势,应提前加大钻孔附近的巷道支护强度。当钻孔数目为4个时,最优的钻孔间距为30 m。钻孔间距的增加在提升瓦斯抽采范围的同时会降低抽采效率。但抽采钻孔的数量不宜大于4个,继续增加钻孔将导致施工成本与抽采效率不匹配。有效抽采排量的上限为30 m^(3)/min,最优抽采排量为20 m^(3)/min。采用大直径钻孔抽采技术后,上隅角CH 4体积分数由0.60%~1.05%降低至0.3%~0.8%,验证了该技术的可靠性。 展开更多
关键词 大直径钻孔 空区 瓦斯治理 瓦斯 数值模拟 煤柱损伤
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顺层瓦斯抽采钻孔在防冲卸压中的应用
7
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。 展开更多
关键词 瓦斯煤层 复合灾害 钻孔 防冲卸压 耦合机制
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井下顺层多分支定向长钻孔瓦斯抽采特性研究
8
作者 王振 申凯 林桂玲 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第3期65-73,共9页
煤矿井下顺层定向钻孔“大孔深、带分支”的特点使其瓦斯抽采特性与普通钻孔存在差异。通过数值模拟分析了试验矿井预抽钻孔有效影响范围随时间的变化特征,并结合矿井实际确定试验定向钻孔布置间距为5 m;设置了1个分支和2个分支2组扇形... 煤矿井下顺层定向钻孔“大孔深、带分支”的特点使其瓦斯抽采特性与普通钻孔存在差异。通过数值模拟分析了试验矿井预抽钻孔有效影响范围随时间的变化特征,并结合矿井实际确定试验定向钻孔布置间距为5 m;设置了1个分支和2个分支2组扇形布置的试验定向钻孔组并实测抽采瓦斯纯流量,实测结果表明,试验定向钻孔抽采瓦斯纯流量随时间呈现“快速降低—较快升高—缓慢衰减”的变化趋势,抽采阶段可划分为“U”形波动期和稳定衰减期,在2个阶段抽采瓦斯纯流量与时间之间的关系分别符合三次多项式和负指数函数关系。通过实测抽采效果对比发现,“U”形波动—稳定衰减模型在预测定向钻孔抽采瓦斯总量和残余瓦斯含量时的误差均比负指数衰减模型小,更适用于定向钻孔瓦斯抽采效果预测与工程设计。 展开更多
关键词 瓦斯 定向钻孔 特性 瓦斯纯流量 效果预测 钻孔设计
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顺层瓦斯抽采长钻孔封孔深度分析:以贵州黔北矿区抽采工程为例
9
作者 付金磊 林华颖 +2 位作者 衡献伟 张书金 陈蒙磊 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第8期3513-3520,共8页
为研究顺层瓦斯抽采钻孔合理封孔长度,基于瓦斯-空气双气体模型,采用有限元模拟软件建立三维钻孔抽采模型,对封孔段煤层瓦斯压力进行监测分析,通20915运输巷现场试验,考察不同封孔长度瓦斯抽采效果。结果表明:受到负压衰减效应,钻孔抽... 为研究顺层瓦斯抽采钻孔合理封孔长度,基于瓦斯-空气双气体模型,采用有限元模拟软件建立三维钻孔抽采模型,对封孔段煤层瓦斯压力进行监测分析,通20915运输巷现场试验,考察不同封孔长度瓦斯抽采效果。结果表明:受到负压衰减效应,钻孔抽采负压呈指数函数分布,并且钻孔不同位置煤层瓦斯压力减少幅度不同,越靠近封孔位置瓦斯压力减小幅度越小;封孔段瓦斯压力峰值与封孔长度成正相关;根据现场测试,封孔距离为10 m瓦斯抽采浓度在130 d后减小到约10%;而封孔长度为20 m将保持在约30%,封孔30 m的钻孔130 d后抽采浓度保持在60%以上。 展开更多
关键词 钻孔 瓦斯 数值模拟 瓦斯-空气双气体模型
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切顶沿空留巷下采空区瓦斯抽采钻孔参数优化
10
作者 张永进 年军 +2 位作者 赵博 吕晓波 邓春生 《煤炭工程》 北大核心 2025年第6期115-125,共11页
为确定吉宁煤矿2109工作面采空区高位钻孔的最佳布置参数,分析了切顶沿空留巷下2109工作面完整的覆岩运动过程,研究了采空区在切顶沿空留巷Y型通风下的瓦斯分布规律,并对高位钻孔高度、间距等参数进行了优化。研究结果表明:切顶沿空留... 为确定吉宁煤矿2109工作面采空区高位钻孔的最佳布置参数,分析了切顶沿空留巷下2109工作面完整的覆岩运动过程,研究了采空区在切顶沿空留巷Y型通风下的瓦斯分布规律,并对高位钻孔高度、间距等参数进行了优化。研究结果表明:切顶沿空留巷条件下裂隙带具有非对称性发育特征,切顶侧垮落带和裂隙带最大高度为22 m和82 m,未切顶侧垮落带和裂隙带最大高度为20 m和86 m。瓦斯在Y型通风下主要分布于采空区深部,且富集区位于未切顶侧裂隙带内,最大瓦斯浓度为42%。进一步确定了高位钻孔的最佳高度、间距分别为70 m和20 m,在该参数下经过160 d抽采,回采工作面附近最大瓦斯浓度由1.94%降至0.497%。根据2109工作面现场情况,设计了8个高位钻孔对采空区瓦斯进行抽采,在抽采初期,1—8号钻孔单日抽采量均呈逐渐增大的趋势,符合未抽采前瓦斯分布情况,且抽采结束后位于未切顶侧的4—8号抽采量大于位于切顶侧1—3号的抽采量,印证了切顶留巷条件下的瓦斯富集规律。 展开更多
关键词 切顶沿空留巷 Y型通风 高位钻孔 瓦斯 数值模拟
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穿层钻孔水力冲孔增透与有效抽采半径综合测试方法研究 被引量:8
11
作者 栗海滔 黄震 董肖振 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2024年第2期59-66,73,共9页
为确定长平煤业3#煤层穿层钻孔水力冲孔(以下简称“穿层冲孔”)有效抽采半径,采用压降法、示踪气体法及数值模拟法相结合的综合研究方法,基于相同的钻孔布置方式及测试环境,全面分析穿层钻孔有效抽采半径的科学性和合理性,并开展工程试... 为确定长平煤业3#煤层穿层钻孔水力冲孔(以下简称“穿层冲孔”)有效抽采半径,采用压降法、示踪气体法及数值模拟法相结合的综合研究方法,基于相同的钻孔布置方式及测试环境,全面分析穿层钻孔有效抽采半径的科学性和合理性,并开展工程试验对不同间距穿层钻孔的抽采效果进行对比考察。结果表明:采用穿层冲孔措施,抽采时间180 d时其有效抽采半径达到3.5 m;钻孔间距7.0 m的抽采瓦斯总量分别是钻孔间距5.0、6.0、8.0 m的1.10、1.07、1.28倍,取得了较好的工程实践效果。该综合研究方法准确、可靠。 展开更多
关键词 穿层钻孔 水力冲孔 有效半径 卸压增透 效果
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多煤层穿层钻孔瓦斯抽采有效抽采半径测定 被引量:35
12
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。 展开更多
关键词 有效半径 瓦斯流量法 穿层钻孔 多煤层瓦斯 瓦斯比例
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顺层钻孔有效瓦斯抽采半径数值解算方法研究 被引量:52
13
作者 刘清泉 程远平 +2 位作者 王海锋 刘洪永 刘敬敬 《煤矿开采》 北大核心 2012年第2期5-7,37,共4页
为了寻求皖北某矿合理的顺层钻孔抽采参数,使用COMSOL Multiphysics软件分别建立单个钻孔和多个钻孔抽采瓦斯的径向流动模型,通过数值模拟计算出钻孔周围瓦斯流动规律。建立的流动模型将游离瓦斯及吸附瓦斯分开考虑,在煤层中,参与渗流... 为了寻求皖北某矿合理的顺层钻孔抽采参数,使用COMSOL Multiphysics软件分别建立单个钻孔和多个钻孔抽采瓦斯的径向流动模型,通过数值模拟计算出钻孔周围瓦斯流动规律。建立的流动模型将游离瓦斯及吸附瓦斯分开考虑,在煤层中,参与渗流的为游离瓦斯,吸附瓦斯对裂隙系统而言为正的质量源,对现有二维瓦斯渗流模型进行了一定程度的修正。根据钻孔周围瓦斯压力分布规律分析单个钻孔不同抽采时间时的有效抽采半径,并分析多钻孔条件下相邻钻孔的相互影响规律。 展开更多
关键词 顺层钻孔 瓦斯 半径 数值模拟 COMSOL MULTIPHYSICS
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瓦斯抽采钻孔有效抽采半径的数值计算方法 被引量:120
14
作者 王兆丰 周少华 李志强 《煤炭工程》 北大核心 2011年第6期82-84,共3页
以重庆天府三矿为例,结合现场实测、实验室参数测定和理论计算,研究了不同布孔方式(顺层抽采钻孔、穿层抽采钻孔)的有效抽采半径,并提出了利用变系数非线性瓦斯渗流方程来快速精确测定瓦斯抽采半径的数值计算方法。结果表明,此方法能够... 以重庆天府三矿为例,结合现场实测、实验室参数测定和理论计算,研究了不同布孔方式(顺层抽采钻孔、穿层抽采钻孔)的有效抽采半径,并提出了利用变系数非线性瓦斯渗流方程来快速精确测定瓦斯抽采半径的数值计算方法。结果表明,此方法能够方便、快速确定钻孔间距和抽采时间,对节省抽采半径的测定时间和合理布置钻孔有一定的实际意义。 展开更多
关键词 瓦斯 有效半径 渗流 变系数非线性方程
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基于灰关联分析的顺层钻孔瓦斯抽采有效半径主控因素研究 被引量:21
15
作者 韩颖 张飞燕 程虹铭 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期44-49,共6页
基于顺层抽采钻孔固气耦合模型,采用COMSOL对钻孔直径、煤层物性参数及抽采参数三类因素进行了模拟分析,并运用灰关联分析方法确定了顺层钻孔瓦斯抽采有效半径的主控因素。研究表明:煤层初始瓦斯压力与煤体初始渗透率为有效半径的主控因... 基于顺层抽采钻孔固气耦合模型,采用COMSOL对钻孔直径、煤层物性参数及抽采参数三类因素进行了模拟分析,并运用灰关联分析方法确定了顺层钻孔瓦斯抽采有效半径的主控因素。研究表明:煤层初始瓦斯压力与煤体初始渗透率为有效半径的主控因素,抽采时间次之,钻孔直径与有效抽采负压的变化对有效半径的影响甚微;提高瓦斯抽采有效半径的首要任务是通过技术手段卸压、增透,其次要把握合理的预抽时间。 展开更多
关键词 顺层钻孔 瓦斯 有效半径 主控因素 灰关联分析
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基于一维径向流动确定钻孔瓦斯抽采有效影响半径 被引量:21
16
作者 李子文 林柏泉 +1 位作者 郭明功 高亚斌 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2014年第12期62-64,共3页
为了快速准确地确定钻孔瓦斯抽采有效影响半径,在瓦斯一维径向流动数学模型的基础上,建立了钻孔抽采量与时间的指数函数关系。根据质量守恒定律和达西定律,推导出抽采半径的计算公式,建立了抽采半径与煤层参数和抽采时间的数学关系。采... 为了快速准确地确定钻孔瓦斯抽采有效影响半径,在瓦斯一维径向流动数学模型的基础上,建立了钻孔抽采量与时间的指数函数关系。根据质量守恒定律和达西定律,推导出抽采半径的计算公式,建立了抽采半径与煤层参数和抽采时间的数学关系。采用该方法对新丰煤矿25021工作面抽采半径进行了计算,求得60 d内的抽采半径为2.70~3.72 m,与现场实测结果一致。同时,研究了抽采半径与抽采时间的关系。结果表明:随着抽采时间的增加,抽采半径逐渐增大,到第60天时,抽采半径达到极限值的96.46%~98.54%,在这之后抽采半径随时间延长增大的幅度十分缓慢。 展开更多
关键词 瓦斯 半径 时间 钻孔 径向流动
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顺层钻孔瓦斯抽采有效半径确定方法研究进展及展望 被引量:12
17
作者 韩颖 朱林剑 张飞燕 《河南理工大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2016年第2期156-161,共6页
瓦斯抽采有效半径是确定钻孔布置间距的基础参数和重要依据,其准确测定对于节省钻孔施工工程量、提高瓦斯抽采效率乃至最终实现瓦斯抽采达标至关重要。为了科学地确定瓦斯抽采有效半径,从有效半径与影响半径的定义出发,论述现行有效半... 瓦斯抽采有效半径是确定钻孔布置间距的基础参数和重要依据,其准确测定对于节省钻孔施工工程量、提高瓦斯抽采效率乃至最终实现瓦斯抽采达标至关重要。为了科学地确定瓦斯抽采有效半径,从有效半径与影响半径的定义出发,论述现行有效半径确定方法,分析各种方法存在的问题,最后指出:基于多物理场耦合,采用理论分析、数值模拟与现场实测相结合的方法确定有效半径,是该领域今后的总体发展方向;弹塑性损伤耦合模型与热-流-固耦合模型的构建、有效半径快速测定技术与便携式装备的研发等问题是下一步研究的重点。 展开更多
关键词 顺层钻孔 瓦斯 有效半径 瓦斯压力
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基于残余瓦斯含量的顺层钻孔抽采有效半径阶梯式测定法 被引量:9
18
作者 张飞燕 韩颖 +2 位作者 吕帅 刘德宝 程虹铭 《河南理工大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2021年第6期10-16,共7页
为确定瓦斯抽采合理钻孔间距,有效减少或消除抽采空白带,基于瓦斯抽采相关标准与行业规范,以突出煤层采煤工作面瓦斯含量临界值、采煤工作面回采前煤体可解吸瓦斯含量、采煤工作面瓦斯抽采率和预抽率作为抽采达标的4项基本指标,根据4项... 为确定瓦斯抽采合理钻孔间距,有效减少或消除抽采空白带,基于瓦斯抽采相关标准与行业规范,以突出煤层采煤工作面瓦斯含量临界值、采煤工作面回采前煤体可解吸瓦斯含量、采煤工作面瓦斯抽采率和预抽率作为抽采达标的4项基本指标,根据4项基本指标计算得出残余瓦斯含量最小值,将其作为考察指标,对顺层钻孔瓦斯抽采有效半径测定方法进行探索,提出阶梯式测定法。使用该测定法对山西霍尔辛赫煤业有限责任公司3号煤层瓦斯抽采有效半径进行现场测试,同时基于含瓦斯煤的流固耦合动态模型对测试结果进行数值模拟验证。结果表明:阶梯式测定法现场测试结果与数值模拟结果基本吻合,在该矿合理预抽期内,抽采有效半径为1.52 m,合理钻孔间距为2.50 m。研究结果对于完善瓦斯抽采有效半径测定方法、确保瓦斯抽采达标具有参考作用。 展开更多
关键词 残余瓦斯含量 顺层钻孔 瓦斯 有效半径 阶梯式测定法
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煤层抽采钻孔用高性能微泡沫钻孔冲洗液研制
19
作者 张学博 屈朕 +1 位作者 王攀 潘荣锟 《矿业科学学报》 北大核心 2025年第2期292-304,共13页
针对传统的清水和无水冲洗液易导致钻孔变形和坍塌的问题,通过优选发泡剂、稳泡剂、膨润土和降滤失剂,构建一种微泡沫钻孔冲洗液体系,并通过室内模拟实验建立松软煤层相似材料模型,开展抽采钻孔模拟实验,分析微泡沫钻孔冲洗液的护孔效... 针对传统的清水和无水冲洗液易导致钻孔变形和坍塌的问题,通过优选发泡剂、稳泡剂、膨润土和降滤失剂,构建一种微泡沫钻孔冲洗液体系,并通过室内模拟实验建立松软煤层相似材料模型,开展抽采钻孔模拟实验,分析微泡沫钻孔冲洗液的护孔效果。研究表明:①微泡沫钻孔冲洗液体系黏度适中,流变性能良好,动塑比高,滤失量小,密度为0.38 g/cm^(3),半衰期超过90 h,具有较厚的水化膜,稳定性强,粒径大小呈现正态分布,平均粒径为158μm;②微泡沫钻孔冲洗液携岩能力约为清水的67倍;③煤层岩样在微泡沫钻孔冲洗液中的膨胀量为0.2 mm,滚动回收率为96.4%,表明微泡沫钻孔冲洗液具有良好的抑制性能,能够维持瓦斯抽采钻孔的孔壁稳定性;④微泡沫钻孔冲洗液抗温性能良好,护孔效果好,能够有效阻止水分渗入煤层,防止抽采钻孔孔壁失稳坍塌。 展开更多
关键词 钻孔瓦斯 微泡沫钻孔冲洗液 性能评价 护孔效果
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顺层钻孔抽采煤层瓦斯有效影响半径数值模拟及应用 被引量:9
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作者 韦善阳 陈学习 董利辉 《中国矿业》 北大核心 2015年第8期101-104,119,共5页
确定钻孔有效抽采半径是煤矿瓦斯安全高效抽采的关键,本文结合实际矿井的基础参数资料,利用流体力学软件Fluent,通过软件内置的多孔介质模型,对流场区域添加用于表征多孔介质性质的阻力参数来实现对流体在多孔介质中的流动过程的模拟。... 确定钻孔有效抽采半径是煤矿瓦斯安全高效抽采的关键,本文结合实际矿井的基础参数资料,利用流体力学软件Fluent,通过软件内置的多孔介质模型,对流场区域添加用于表征多孔介质性质的阻力参数来实现对流体在多孔介质中的流动过程的模拟。结果表明:1该工作面的理论有效瓦斯抽采半径约为1.9m,该工作面的抽采间距可设计为4m;2煤层渗透率改变影响瓦斯运移的阻力的变化,从而能大幅影响煤层内瓦斯的运移速度,而抽放负压通过影响瓦斯运移的动力,在一定程度上也会影响钻孔瓦斯流量;3模拟结果与试验结果具有很好的统一。 展开更多
关键词 钻孔瓦斯 有效影响半径 数值模拟
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