水力冲孔有效影响半径数值模拟

根据力学平衡方程和质量守恒定律及煤层渗透率、孔隙率、煤岩体积应变等参数的关系,建立了煤层底板巷水力冲孔气固耦合方程。通过模拟不同出煤量的水力冲孔有效影响半径变化,得出水力冲孔有效影响半径随冲出煤量和抽放时间的增加而增加。当冲出煤量为1 t/m时,有效影响半径为5.8 m,卸压增透效果十分理想。     

水力冲孔有效影响半径的数值模拟研究

水力冲孔有效影响半径是水力冲孔布孔方案设计的重要基础参数,采用Comsol Multiphysics的Solid module and Darcy module建立了水力冲孔煤层瓦斯应力渗流耦合模型,以国内某矿井煤层赋存条件为原型,模拟研究了不同冲出煤量、不同抽采时间条件下的瓦斯压力分布规律特征,确定了水力冲孔有效影响半径与冲出煤量、抽采时间的相关关系,为该矿井水力冲孔的布孔方案设计提供了重要理论依据。     

掘进面水力冲孔有效半径数值模拟研究

针对掘进面水力冲孔局部消突时钻孔有效半径和影响范围的不确定,以流体力学为理论基础,以现场实际地质条件和基础参数为依据,运用ANSYS fluent软件分别对其单孔和多孔条件下水力冲孔有效半径进行模拟研究,通过观察钻孔周围瓦斯浓度、孔洞口压力和速度对冲孔有效半径进行分析。研究结果表明:单孔条件下,水力冲孔有效影响半径为2~4m,单孔出煤量为1t/m比较合适;多孔条件下,水力冲孔有效影ff响半径为4~6m。在出煤量为1t/m情况下,孔间距为11.4m时,有效影响半径比单孔有效影响半径提高了78.1%;为了避免出现瓦斯空白带,布孔间距为8.06m。其结果为后期冲孔时钻孔布置提供了一定的参考。     

时空效应下水力冲孔有效影响半径研究

为提高煤体渗透率和瓦斯抽采效率,合理确定布孔参数的问题,采用数值模拟、现场试验的方法对水力冲孔有效影响半径进行分析,考察冲煤量、冲煤时间对有效影响半径的影响。研究结果表明：冲煤量越多,渗透率明显提高,其有效影响半径也逐渐增加,冲煤量0.8 t/m时为最优冲煤量,由压力分布曲线可知,在半径2 m范围内,瓦斯压力变化幅度大,随着影响半径的增加,瓦斯压力逐渐增加并趋近于原始煤层瓦斯压力,抽采90 d后其有效影响半径达8 m,研究结果可为煤层瓦斯抽采钻孔布置提供重要参考。     

水力冲孔有效影响半径数值模拟及现场应用

为了确定2107底抽巷水力冲孔有效影响半径,利用COMSOL Multiphysics数值模拟软件建立水力冲孔模型,模拟分析不同冲煤量情况下水力冲孔周围瓦斯压力变化规律,结果表明:随冲煤量的增加,水力冲孔后瓦斯抽采效果越为显著。采用压降法对该矿冲煤量1.0 t/m的水力冲孔有效影响半径进行现场考察,实测结果与模拟结果基本一致,说明了水力冲孔卸压增透效果显著。     

水力冲孔有效影响半径的测定

为了确定水力冲孔的有效影响半径,为水力冲孔技术的应用提供合理的布孔参数,分析了水力冲孔技术的消突机理,采用压降法在寺家庄煤矿进行了现场试验。结果表明:压降法简单、准确,便于考察,测试出了寺家庄煤矿15号煤层的水力冲孔有效影响半径为9 m。     

水力冲孔有效影响半径变化规律研究

水力冲孔技术是在石门揭煤和煤巷掘进前实现区域消突的措施之一,由于能实现快速高效的消突而被广泛应用。合理的水力冲孔技术参数是达到水力冲孔效果的技术保证,以潘二矿为研究背景,考察了瓦斯抽采钻孔和水力冲孔措施的有效影响半径,结果表明:经过30 d的抽采,有效影响半径分别为1.5,5.5 m,水力冲孔的有效影响半径提高了2.67倍。以此为基础,研究了水力冲孔措施不同冲孔直径对应的有效影响半径及其变化规律,得出水力冲孔直径与有效影响半径满足指数关系。     

基于钻孔周边瓦斯压力的有效抽采半径精细化数值解算方法

针对煤层钻孔有效抽采半径表征不明晰的问题,首先确定了有效抽采半径所对应的瓦斯压力临界值,之后采用钻孔径向流场瓦斯压力表达式计算了钻孔周围瓦斯压力变化规律,通过现场实测数据验证了计算结果的可靠性,分析了抽采负压、透气性系数、钻孔半径、吸附常数等对煤层瓦斯压力分布的敏感性,最后根据临界瓦斯压力指标确定出了有效抽采半径,通过现场瓦斯瓦斯含量检测数据进行了验证,并推导了不同预抽时间下钻孔有效抽采半径与不同原始瓦斯压力的函数关系。研究结果表明,理论解算的瓦斯压力以及有效抽采半径值均与现场实测数据保持基本一致,瓦斯压力与抽采时间呈反比,与至钻孔的距离呈正比;抽采负压、透气性系数、钻孔半径、吸附常数b均与瓦斯压力呈负相关,吸附常数a则与瓦斯压力呈正相关;有效抽采半径随着抽采时间增加而增加,二者符合对数函数类型。通过推导出的有效抽采半径、预抽时间以及原始瓦斯压力函数关系式,能够方便快速计算得到对应的有效抽采半径,并确定合理的钻孔间距,对井下煤层瓦斯抽采钻孔精细化设计工作具有一定的理论意义。     

顺层钻孔有效瓦斯抽采半径数值解算方法研究

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。     

水力冲孔钻孔有效抽采半径的测试研究

为了研究水力冲孔钻孔有效抽采半径与冲煤量、抽采期的关系,采用煤层瓦斯含量法进行现场试验研究,采用冲煤量统计、瓦斯抽采数据采集等手段进行分析考察,最终获得中马村矿不同冲煤量和不同抽采期的水力冲孔钻孔有效抽采半径。研究结果表明,水力冲孔钻孔有效抽采半径随冲煤量及抽采时间的增加而增大,但增长速度逐渐衰减,根据其增长规律,获得中马村矿最佳水力冲煤量为1.0~2.0 t/m、最佳抽采期为90 d,相应的有效抽采半径为3.50~3.73 m,并通过卸压范围考察获得水力冲孔充分卸压范围为1.5 m,佐证了水力冲孔有效抽采半径考察结果的合理性。该研究方法具有较强的适用性,可为不同地质条件的矿井提供技术支持。     

汾西煤矿水力冲孔钻孔有效抽采半径测定

为了提高汾西煤矿瓦斯抽采效率,在汾西煤矿1513下巷底板抽放巷、1515下巷底板抽放巷以及1511采区分别施工一个流量测试钻孔,用来考察水力冲孔抽采半径。研究结果表明:采用流量法与瓦斯含量法考察结果基本一致,为保证瓦斯抽采的可靠性和安全性,选择较小的测试结果作为煤层的有效抽采半径。研究结果可为汾西煤矿15号煤层瓦斯抽采设计提供依据。     

九里山矿水力冲孔有效抽采半径考察研究

九里山针对矿井瓦斯压力大、含量高、透气性差的特征,实施了穿层钻孔水力冲孔增透措施,采用压降法考察实施该措施后的煤层有效抽采半径。结果表明,冲孔强度不小于0.4t/m水力冲孔条件下,预抽180d时钻孔有效抽采半径约为3.98m,335d可将有效抽采半径(3.98m)范围内瓦斯含量抽采至6m^3/t以下。若以180d抽采期进行计算,抽采半径则不应大于3.32m。     

高压水力冲孔半径及影响半径测试方法研究

高压水力冲孔半径和影响半径的确定直接关系着这项技术的应用设计和实施效果。为了更好地掌握高压水力冲孔范围与影响范围,增强高压水力冲孔在各煤层的适应性,通过返水法及瓦斯抽采变化获得合理的冲孔参数,优化工作面穿层高压射流冲孔钻孔的布置,进一步强化瓦斯抽采效果,需对己_15-16煤层高压水力冲孔影响半径进行测试,该研究对钻孔措施参数设计有着重要的意义。     

水力冲孔消突有效影响半径测定及钻孔参数优化

阐述了水力冲孔措施的消突机理,采用流量法和压力法相结合,确定了水力冲孔有效影响范围为7.6～8.0 m.针对义安矿的三软低透气性突出煤层的实际情况,将6.5 m作为水力冲孔有效影响半径,控制范围为倾向29 m,走向36 m.根据确定的水力冲孔有效影响半径,合理布置水力冲孔钻孔并优化钻孔布置参数,在防止消突范围内出现空白带的情况下,原来施工的每个钻场布置的20个水力冲孔钻孔减少到14个.     

高突矿井下水力冲孔有效半径考察及效果验证

基于水力冲孔卸压增透机理,利用底板岩巷钻场对目标开采的高突危险性煤层进行穿层水力冲孔的有效影响半径以及卸压增透效果考察。通过瓦斯实时流量法,监测了冲孔过程中瓦斯流量的增减变化,进而确定了冲孔的有效影响范围;然后结合现场施工条件,对冲孔出煤量以及冲孔前后瓦斯抽采总量进行数据考察,对冲孔效果进行了总体验证。试验结果显示:水力冲孔单孔有效影响范围为6.4 mR8.8 m,该矿水力冲孔施工间距为9 m时可以达到最好的卸压增透效果;抽采时间为6周时冲孔前后抽采量提高了53%左右,完全达到了消突的目的。     

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

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。     

水力穿层冲孔技术影响半径的分析

通过理论分析得到不同力学性质煤体冲孔有效影响半径,为工程实践测定冲孔影响半径提供理论依据;根据压力法和负压法分别得到了实际冲孔影响半径,研究表明,对于透气性系数太差、瓦斯放散初速度较大的煤层,采用压力法不能有效测定影响半径时可采用负压法。     

调热圈半径及其温度场的数值解算模型

本文从作为气温预测计算基础的井巷调热圈温度场入手研究，建立了优于一般差分格式的解算通风巷道调热圈半径及其内部温度场的不定区域异步长差分格式，并应用该模型得出了经过一定通风时间的巷道壁温可当作常量处理和调热圈半径与通风时间的平方根成线性关系这两个重要结论，从而为精确地进行气温预测打下了坚实基础。     

底位巷水力冲孔有效影响半径考察及治理效果研究

底位巷水力冲孔是以岩柱作为安全屏障,在上覆所保护的煤层中冲出一定量的煤体,形成一个孔径较大的孔洞,其卸压影响半径比常规抽放钻孔半径要大几倍。通过对首山一矿水力冲孔有效影响半径及治理效果的考察,水力冲孔有效抽放半径比常规抽放半径增加了1.1倍以上,水力冲孔钻孔单孔流量大幅度提高,相同时间内瓦斯抽放量是未采取水力冲孔的抽放钻孔瓦斯抽放量的4倍,水力冲孔瓦斯治理效果显著,解决了常规穿层钻孔预抽煤层瓦斯的不足。     

水力冲孔污水处理方法研究

根据水力冲孔消突时的排水量和排煤量设计合适容量的沉淀池,同时根据不同的需要设计不同大小的沉淀池。合理的排水系统能保证工作面环境的整齐,为后续掘进工作创造了良好的工作环境。沉淀池采用双沉淀剂最佳配比,改善了沉淀效果,整个设计保持了冲孔设施的无电力工作环境,提高了工作面的安全性。