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大直径瓦斯抽采钻孔非凝固膏体材料封孔技术及设备研究
被引量：
6
1
作者
唐卫东
李晓伟
周冬
《工矿自动化》
北大核心
2021年第1期28-35,共8页
针对大直径瓦斯抽采钻孔密封方法采用固体材料封孔初期密封效果好,但随着时间推移,存在封孔变形破坏后的钻孔抽采瓦斯浓度急速衰减的问题,提出了一种大直径瓦斯抽采钻孔非凝固膏体材料封孔技术。该技术利用膨胀水泥与非凝固膏体材料配...
针对大直径瓦斯抽采钻孔密封方法采用固体材料封孔初期密封效果好,但随着时间推移,存在封孔变形破坏后的钻孔抽采瓦斯浓度急速衰减的问题,提出了一种大直径瓦斯抽采钻孔非凝固膏体材料封孔技术。该技术利用膨胀水泥与非凝固膏体材料配合形成多段"固、液、固"结构,利用膨胀水泥材料形成三段固体封孔段,然后在不同抽采时间段在固体封孔段中注入非凝固膏体材料,实现了钻孔抽采全过程的有效密封及抽采不同时间段的二次、多次封孔。基于大直径钻孔孔周裂隙半径的理论分析结果,对最佳注浆压力和黏度的关系进行了数值模拟,研究了非凝固膏体材料封孔的相关技术参数,得到最佳注浆压力为1.2 MPa,最佳黏度为0.001~0.03 Pa·s。根据研究得到的注浆压力和黏度研制了一种封孔设备,设备利用"固、液、固"技术原理形成多段封孔结构,实现了固封液、液封气的抽采封孔模式。现场工业试验结果表明,大直径瓦斯抽采钻孔非凝固膏体材料封孔技术利用膏体材料具有随钻孔时空变化的特征,能有效解决固体材料封孔因钻孔变形而形成新裂隙,造成封孔失败、抽放浓度衰减过快的难题,且二次补浆后抽采体积分数能提升10%左右,有效提高了瓦斯抽采率。
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关键词
瓦斯抽采
大直径钻孔
非凝固膏体材料
封孔
抽采浓度
注浆压力
黏度
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职称材料
基于固-液两相封孔材料的大直径抽采钻孔封孔技术研究
2
作者
尹家宽
王卫东
杨云
《中国矿业》
北大核心
2025年第9期277-285,共9页
针对大直径瓦斯抽采钻孔因围岩应力变形导致的密封失效问题,提出一种基于固-液两相材料的封孔技术,旨在能够增加钻孔破坏半径、提高煤层瓦斯渗透性能的同时提升松软煤层钻孔的长期密封性及瓦斯抽采效率。对非凝固膏体注浆材料特性进行分...
针对大直径瓦斯抽采钻孔因围岩应力变形导致的密封失效问题,提出一种基于固-液两相材料的封孔技术,旨在能够增加钻孔破坏半径、提高煤层瓦斯渗透性能的同时提升松软煤层钻孔的长期密封性及瓦斯抽采效率。对非凝固膏体注浆材料特性进行分析,采用膨胀水泥与非凝固膏体构成多级复合密封结构,建立“三堵两注”封孔模型;通过理论分析确定钻孔破碎带半径;利用Comsol Multiphysics软件模拟膏体黏度(0.001~0.150 Pa·s)与注浆压力(0.8~1.5MPa)的耦合关系;设计囊袋式注浆设备实现分时、分段多次注浆;最终形成一套大直径瓦斯抽采钻孔非凝固膏体材料封孔设备,实现“固封液、液封气”的封堵模式,并开展现场对比验证试验。数值模拟表明最佳注浆参数为压力1.2MPa、黏度0.010~0.030Pa·s,此时浆液渗透半径达0.91~2.22m(覆盖理论破碎带0.88m);现场试验显示,采用该技术的钻孔瓦斯体积分数衰减率显著降低,60d内瓦斯体积分数维持在55%以上,较传统水泥/聚氨酯封孔提高25%以上,且补浆可使瓦斯体积分数回升10%。实践证明:固-液两相封孔技术通过动态补偿应力变形裂隙,能够有效解决大直径钻孔密封难题,其优化的参数组合与分段注浆工艺可显著延长瓦斯抽采周期,提高瓦斯抽采体积分数并降低衰减速率,为高瓦斯矿井提供可靠技术方案。
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关键词
瓦斯抽采
大直径钻孔
非凝固膏体材料
固-液两相封孔
材料
注浆压力
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职称材料
题名
大直径瓦斯抽采钻孔非凝固膏体材料封孔技术及设备研究
被引量：
6
1
作者
唐卫东
李晓伟
周冬
机构
山东省三河口矿业有限责任公司
中国矿业大学安全工程学院
江苏徐州新沂市公安局经济开发区派出所
出处
《工矿自动化》
北大核心
2021年第1期28-35,共8页
基金
国家自然科学基金青年基金项目(41802188)。
文摘
针对大直径瓦斯抽采钻孔密封方法采用固体材料封孔初期密封效果好,但随着时间推移,存在封孔变形破坏后的钻孔抽采瓦斯浓度急速衰减的问题,提出了一种大直径瓦斯抽采钻孔非凝固膏体材料封孔技术。该技术利用膨胀水泥与非凝固膏体材料配合形成多段"固、液、固"结构,利用膨胀水泥材料形成三段固体封孔段,然后在不同抽采时间段在固体封孔段中注入非凝固膏体材料,实现了钻孔抽采全过程的有效密封及抽采不同时间段的二次、多次封孔。基于大直径钻孔孔周裂隙半径的理论分析结果,对最佳注浆压力和黏度的关系进行了数值模拟,研究了非凝固膏体材料封孔的相关技术参数,得到最佳注浆压力为1.2 MPa,最佳黏度为0.001~0.03 Pa·s。根据研究得到的注浆压力和黏度研制了一种封孔设备,设备利用"固、液、固"技术原理形成多段封孔结构,实现了固封液、液封气的抽采封孔模式。现场工业试验结果表明,大直径瓦斯抽采钻孔非凝固膏体材料封孔技术利用膏体材料具有随钻孔时空变化的特征,能有效解决固体材料封孔因钻孔变形而形成新裂隙,造成封孔失败、抽放浓度衰减过快的难题,且二次补浆后抽采体积分数能提升10%左右,有效提高了瓦斯抽采率。
关键词
瓦斯抽采
大直径钻孔
非凝固膏体材料
封孔
抽采浓度
注浆压力
黏度
Keywords
gas extraction
large diameter borehole
non-solidified paste material
hole sealing
extraction concentration
grouting pressure
viscosity
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
基于固-液两相封孔材料的大直径抽采钻孔封孔技术研究
2
作者
尹家宽
王卫东
杨云
机构
国能榆林能源有限责任公司青龙寺煤矿分公司
出处
《中国矿业》
北大核心
2025年第9期277-285,共9页
基金
国家自然科学基金项目资助(编号:52174079)
中煤科工开采研究院有限公司基金项目资助(编号:KCYJY-2024-MS-04)。
文摘
针对大直径瓦斯抽采钻孔因围岩应力变形导致的密封失效问题,提出一种基于固-液两相材料的封孔技术,旨在能够增加钻孔破坏半径、提高煤层瓦斯渗透性能的同时提升松软煤层钻孔的长期密封性及瓦斯抽采效率。对非凝固膏体注浆材料特性进行分析,采用膨胀水泥与非凝固膏体构成多级复合密封结构,建立“三堵两注”封孔模型;通过理论分析确定钻孔破碎带半径;利用Comsol Multiphysics软件模拟膏体黏度(0.001~0.150 Pa·s)与注浆压力(0.8~1.5MPa)的耦合关系;设计囊袋式注浆设备实现分时、分段多次注浆;最终形成一套大直径瓦斯抽采钻孔非凝固膏体材料封孔设备,实现“固封液、液封气”的封堵模式,并开展现场对比验证试验。数值模拟表明最佳注浆参数为压力1.2MPa、黏度0.010~0.030Pa·s,此时浆液渗透半径达0.91~2.22m(覆盖理论破碎带0.88m);现场试验显示,采用该技术的钻孔瓦斯体积分数衰减率显著降低,60d内瓦斯体积分数维持在55%以上,较传统水泥/聚氨酯封孔提高25%以上,且补浆可使瓦斯体积分数回升10%。实践证明:固-液两相封孔技术通过动态补偿应力变形裂隙,能够有效解决大直径钻孔密封难题,其优化的参数组合与分段注浆工艺可显著延长瓦斯抽采周期,提高瓦斯抽采体积分数并降低衰减速率,为高瓦斯矿井提供可靠技术方案。
关键词
瓦斯抽采
大直径钻孔
非凝固膏体材料
固-液两相封孔
材料
注浆压力
Keywords
gas extraction
large-diameter borehole
non-solidified paste material
solid-liquid two-phase sealing material
grouting pressure
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
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
大直径瓦斯抽采钻孔非凝固膏体材料封孔技术及设备研究
唐卫东
李晓伟
周冬
《工矿自动化》
北大核心
2021
6
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职称材料
2
基于固-液两相封孔材料的大直径抽采钻孔封孔技术研究
尹家宽
王卫东
杨云
《中国矿业》
北大核心
2025
0
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职称材料
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