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煤体钻孔瓦斯有效抽采半径判定技术 被引量：48
1
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 有效抽采半径 指标 吨煤抽采量 抽采率 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
2
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 瓦斯抽采 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：4
3
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 瓦斯抽采 顺层钻孔 抽采有效半径 瓦斯压力 瓦斯含量 抽采负压
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基于达标抽采量的煤层钻孔有效抽采半径确定及应用
4
作者 李飞 《煤炭工程》 北大核心 2025年第9期117-122,共6页
针对煤层瓦斯抽采半径受多因素耦合作用影响、精准确定难度较大的问题,采用理论分析与现场实测相结合的方法,开展钻孔瓦斯流量衰减特性研究,推导钻孔极限抽采时间,并以煤层瓦斯抽采率≥30%为约束条件,建立钻孔抽采半径计算公式,为煤层... 针对煤层瓦斯抽采半径受多因素耦合作用影响、精准确定难度较大的问题,采用理论分析与现场实测相结合的方法,开展钻孔瓦斯流量衰减特性研究,推导钻孔极限抽采时间,并以煤层瓦斯抽采率≥30%为约束条件,建立钻孔抽采半径计算公式,为煤层预抽钻孔设计提供了理论与实践依据。结果表明:(1)钻孔瓦斯抽采流量与时间呈负指数衰减关系,钻孔瓦斯流量衰减系数为0.028~0.038 d^(-1),极限抽采时间为78.9~107.1 d,表明研究区域煤层透气性中等;(2)当抽采时间为120 d时,理论计算抽采半径为2.26~2.45 m,采用压降法实测得出预抽115 d时抽采半径为2.25 m,理论值与实测值吻合度较高;(3)当抽采半径为2.25 m,抽采时间为120 d时,预抽后残余瓦斯含量为4.96 m^(3)/t,抽采率为37.37%,瓦斯压力降幅达57.14%,工作面日产量2780 t/d,预抽后可解吸瓦斯含量3.05 m^(3)/t,符合瓦斯抽采达标相关规定;(4)当钻孔直径133 mm、间距4.5 m、抽采负压15~20 kPa且预抽时间120 d时,工作面回采期间上隅角瓦斯浓度稳定控制在0.12%~0.43%,无瓦斯超限现象,瓦斯治理效果显著。 展开更多
关键词 瓦斯抽采 抽采半径 预抽时间 抽采率 流量衰减系数 残余瓦斯含量 抽采效果
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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
5
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 瓦斯抽采 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
6
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 抽采钻孔 瓦斯隧道 瓦斯体积分数 TDLAS技术 补偿算法
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顺层钻孔瓦斯抽采关键参数影响特征及优化研究
7
作者 袁本庆 《中国煤炭》 北大核心 2025年第8期47-56,共10页
为研究不同抽采参数对煤层瓦斯抽采效果的影响,基于弹性孔隙裂隙双重介质假设,建立含瓦斯煤层流固耦合三维抽采模型,利用COMSOL Multiphysics软件模拟煤巷开挖后围岩应力分布规律及不同抽采参数条件下煤体瓦斯压力场、含量场、钻孔抽采... 为研究不同抽采参数对煤层瓦斯抽采效果的影响,基于弹性孔隙裂隙双重介质假设,建立含瓦斯煤层流固耦合三维抽采模型,利用COMSOL Multiphysics软件模拟煤巷开挖后围岩应力分布规律及不同抽采参数条件下煤体瓦斯压力场、含量场、钻孔抽采量的变化规律。数值模拟结果表明,煤巷开挖后,围岩塑性区范围与最大应力集中位置基本吻合,距巷道20 m范围内的围岩应力显著;钻孔长度与瓦斯抽采量呈正相关,但增幅随孔长增加逐渐衰减;增大钻孔直径虽能提升抽采效果,但增益效果随直径增大而衰减;抽采量随钻孔间距的增大而增大,但增幅减弱,最优钻孔间距为6 m;抽采量随抽采时间延长持续增加,而抽采速度在初期快速衰减后趋于稳定。为了验证模型的准确性,在桃园煤矿Ⅱ8225工作面机巷进行了现场试验,结果显示,在钻孔长度200 m、孔径108 mm、钻孔间距6 m、封孔深度20 m组合参数条件下,经30 d连续抽采后,预抽区域煤层残余瓦斯含量最大为3.72 m^(3)/t,实现了煤层安全高效抽采和巷道快速掘进。 展开更多
关键词 顺层钻孔 瓦斯抽采 流固耦合模型 数值模拟
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基于定向钻孔分段压裂的切顶护巷及瓦斯抽采综合技术研究
8
作者 陈亮 于宏阳 +3 位作者 白亚军 王栋炜 秦瑞晨 王东攀 《煤炭工程》 北大核心 2025年第9期109-116,共8页
针对突出煤层复合关键层顶板沿空留巷墙体变形严重、采空区瓦斯漏出量大等问题,以山西沁城煤矿20107工作面为例,通过理论建模、力学分析研究了压裂断裂线位置对应力传播及墙体变形的影响机制,给出了分段压裂切顶水平关键位置的解析解,... 针对突出煤层复合关键层顶板沿空留巷墙体变形严重、采空区瓦斯漏出量大等问题,以山西沁城煤矿20107工作面为例,通过理论建模、力学分析研究了压裂断裂线位置对应力传播及墙体变形的影响机制,给出了分段压裂切顶水平关键位置的解析解,结合关键层理论分析判识覆岩中、低位承载关键层层位,综合确定定向钻孔分段压裂的水平位置及垂向区间,并指出断裂线与覆岩自然垮落线之间的类三角形区为采空区卸压瓦斯富集区,进而优化裂隙带瓦斯抽采钻孔的合理层位。采用非渗流性压裂理论及地应力现场测试确立分段压裂起裂、扩展压力以及压裂时长、流量等关键参数,并通过工程试验验证。研究结果表明:优化后留巷墙体顶底板移近量比原有的下降65%,定向钻场单孔瓦斯抽采量增加72%、每组总量提升至7.46 m^(3)/min,实现了留巷墙体变形裂隙与采空区瓦斯协同共治。 展开更多
关键词 沿空留巷 墙体变形 定向钻孔 分段压裂 瓦斯抽采
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复合顶板定向长钻孔高位抽采瓦斯超限控制技术
9
作者 杜康 秦金辉 +1 位作者 郭德勇 郝富昌 《中国煤炭》 北大核心 2025年第10期41-49,共9页
针对复合顶板高瓦斯矿井工作面回采期间容易瓦斯超限技术难题,采用理论分析和分段注水测漏法精准确定了上覆岩层裂缝带高度,优化了高位定向长钻孔布孔参数,提高了钻孔施工效率,研发了复合顶板高位定向长钻孔护孔技术及装备,大幅度提高... 针对复合顶板高瓦斯矿井工作面回采期间容易瓦斯超限技术难题,采用理论分析和分段注水测漏法精准确定了上覆岩层裂缝带高度,优化了高位定向长钻孔布孔参数,提高了钻孔施工效率,研发了复合顶板高位定向长钻孔护孔技术及装备,大幅度提高了回采工作面瓦斯超限控制效果。研究结果表明,李雅庄煤矿高位定向长钻孔应布置在距煤层顶板11.7~51.2 m;采用孔底马达与螺纹凹槽钻杆旋转双动力钻进技术,可有效提高复合顶板定向钻孔钻进效率;将护孔筛管通过HQ薄壁空心钻杆下入孔底,实现全孔段下筛管,筛管下放率达到98%以上,解决了复合顶板钻孔塌堵难题;采用高位定向长钻孔配套全程下筛管护孔技术,平均瓦斯抽采浓度为37.8%,是裸孔的5.8倍;平均瓦斯抽采纯流量为1.4 m^(3)/min,是裸孔的7.6倍;工作面回采期间瓦斯浓度最大为0.48%,最低为0.14%,平均为0.30%,说明该技术可以大幅度提高复合顶板高位钻孔瓦斯超限控制效果。 展开更多
关键词 定向长钻孔 高位抽采 复合顶板 瓦斯超限 护孔技术
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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：2
10
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 采空区 瓦斯治理 瓦斯抽采 数值模拟 煤柱损伤
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瓦斯抽采钻孔漏气通道快速检测方法
11
作者 张兵兵 胡祖祥 闫跃朋 《工矿自动化》 北大核心 2025年第9期66-71,89,共7页
现有瓦斯抽采钻孔漏气通道检测普遍采用顺序检测法,即依次测量钻孔各测点的瓦斯浓度并通过对比分析判断漏气通道位置,但对于钻孔较长或测点较多的情况,顺序检测法现场检测效率较低。针对上述问题,结合二分法思想,提出了一种瓦斯抽采钻... 现有瓦斯抽采钻孔漏气通道检测普遍采用顺序检测法,即依次测量钻孔各测点的瓦斯浓度并通过对比分析判断漏气通道位置,但对于钻孔较长或测点较多的情况,顺序检测法现场检测效率较低。针对上述问题,结合二分法思想,提出了一种瓦斯抽采钻孔漏气通道快速检测方法。在钻孔内沿轴向布置多个测点,利用探杆与瓦斯抽采管实现测点处气体与孔内混合气体的分离;先测定孔底测点瓦斯浓度,若其显著高于孔内平均瓦斯浓度,则判定钻孔存在漏气通道;随后将孔内测点进行二分,检测中间测点瓦斯浓度,若其与孔内平均瓦斯浓度相近,则判定漏气通道位于该测点至孔底区段,若显著高于孔内平均瓦斯浓度,则判定漏气通道位于该测点至孔口区段;进一步对存在漏气通道的区段进行递归二分,通过对比区段内中间测点瓦斯浓度与孔内平均瓦斯浓度,逐步缩小定位范围,最终实现漏气通道的精准、快速定位。现场试验结果表明,所提方法能准确识别漏气通道位置,且与顺序检测法相比检测时间缩短了26.5%,有效提高了检测效率。 展开更多
关键词 瓦斯抽采 钻孔漏气 漏气通道检测 二分法 瓦斯浓度
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瓦斯抽采钻孔水射流扩孔修复增透技术研究及应用
12
作者 徐刚 孟子涵 +4 位作者 刘佳伟 刘晓 马利伟 单永科 金洪伟 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第9期319-329,共11页
瓦斯浓度衰减严重、抽采效率低下是我国煤矿瓦斯抽采中亟待解决的技术难题。依据水射流在空气中的射流结构建立了水射流破煤数学模型,应用空腔膨胀理论提出了水射流冲击作用下煤体破碎强度准则,进而得到了水射流破煤深度的计算方法;然... 瓦斯浓度衰减严重、抽采效率低下是我国煤矿瓦斯抽采中亟待解决的技术难题。依据水射流在空气中的射流结构建立了水射流破煤数学模型,应用空腔膨胀理论提出了水射流冲击作用下煤体破碎强度准则,进而得到了水射流破煤深度的计算方法;然后基于水射流对瓦斯抽采钻孔周围煤体的冲刷解堵作用、扩孔增透作用和冲击损伤作用阐释了瓦斯抽采钻孔水射流扩孔修复增透机理,并建立了钻孔周围煤体增透范围计算模型,获得了水射流作用下钻孔周围煤体径向应力、切向应力的分布规律;再采用有限元仿真软件LS-DYNA对水射流破煤过程进行了数值模拟,获得了射流压力作用下破煤深度的变化规律和煤体径向应力、煤体损伤的分布规律;最后研发了瓦斯抽采钻孔扩孔修复增透作业装置并在新安煤矿14250下部底板巷穿层钻孔进行了实践应用。结果表明:水射流破煤深度随射流压力的增大线性增加,随射流距离的增大线性减小,随煤体强度的增大呈幂函数形式减小;水射流对瓦斯抽采钻孔的增透作用包括冲刷解堵作用、扩孔增透作用和冲击损伤作用3个方面,水射流扩大了钻孔半径,增透范围随钻孔半径的增加而线性增大,水射流压力越高煤体径向应力和切向应力越大,钻孔周围煤体损伤范围也越大;形成了以喷头进入煤层段深度、冲出煤岩量和瓦斯浓度为指标的瓦斯抽采钻孔水射流扩孔修复增透效果评价体系。根据修复增透试验情况,喷头进入煤层段深度的比率达到90.5%,单孔冲出的煤岩量可达385.6kg,扩孔修复增透技术的实施使钻孔等效半径由56.50mm增大到114.02mm,增透范围由修复前的67.80mm扩大到136.82mm,瓦斯体积分数由修复前的1.40%提升到13.46%,实现了瓦斯抽采钻孔的冲刷解堵作用、扩孔增透作用和瓦斯抽采效果的显著提升。研究成果可为提升煤层瓦斯抽采钻孔的利用效率提供理论依据和技术支持。 展开更多
关键词 瓦斯抽采钻孔 水射流动压 破碎强度 扩孔修复增透 瓦斯浓度
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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 被引量：1
13
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 长钻孔 瓦斯抽采 数值模拟 瓦斯-空气双气体模型
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顺层瓦斯抽采钻孔在防冲卸压中的应用
14
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 抽采钻孔 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
15
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 瓦斯抽采 定向钻孔 抽采特性 抽采瓦斯纯流量 抽采效果预测 抽采钻孔设计
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切顶沿空留巷下采空区瓦斯抽采钻孔参数优化
16
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 瓦斯抽采 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
17
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 有效抽采半径 卸压增透 抽采效果
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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
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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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顺层钻孔有效瓦斯抽采半径数值解算方法研究 被引量：52
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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 瓦斯抽采 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
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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 瓦斯抽采 有效抽采半径 渗流 变系数非线性方程
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