钻孔密封段异质结构变形破坏特征试验研究

瓦斯抽采钻孔密封段是由煤-水泥-抽采管组成的异质结构体,为了研究钻孔密封段煤-水泥异质结构的变形破坏特征,采用Vallen AMSY-6声发射信号采集系统和TAW-2000高温岩石三轴伺服试验机相结合的方法,对煤单体、水泥单体及煤-水泥组合试件进行了单轴载荷作用下的变形破坏全过程声发射试验。试验结果表明:煤-水泥组合试件的峰值应力介于煤单体试件和水泥单体试件之间,煤单体试件的强度是水泥单体试件强度的2.1倍;煤-水泥组合试件及煤单体试件的体应变突降点后伴随着声发射振铃计数的激增,而水泥单体试件的声发射指标增长较为平缓,且不同试件都在应力峰值处声发射指标达到最大值,煤-水泥组合试件的振铃计数峰值约为水泥单体试件振铃计数峰值的112倍;煤-水泥组合试件及煤单体试件的应力应变曲线表现出峰后的脆性变形特征,而水泥单体试件的应力应变曲线则表现出峰后的塑性变形特征,煤-水泥组合试件的破坏形态为剪切破坏,煤单体试件的破坏形态为"X"状共轭剪切破坏和拉伸破坏,水泥单体试件的破坏形态为拉伸破坏。现阶段我国煤矿瓦斯抽采钻孔封孔材料大多选取水泥基封孔材料,钻孔密封段煤-水泥异质结构的强度同时受到煤体和水泥材...     

胡底煤业13091巷瓦斯抽采钻孔密封工艺研究

为解决现有瓦斯抽采钻孔封孔工艺的封孔效果较差、导致瓦斯抽放效果不佳的问题,研究提出了新的瓦斯抽采钻孔密封关键工艺,在胡底煤业13091巷进行了瓦斯抽采现场试验。试验结果显示,应用该工艺后瓦斯抽采浓度、瓦斯抽采量均有大幅提高,取得了显著的瓦斯抽采效果和经济社会效益。     

瓦斯抽采钻孔密封段防塌支护材料试验研究及现场应用

为有效解决高瓦斯松软煤层瓦斯抽采钻孔密封段易塌孔问题,研制了一种以普通硅酸盐水泥为基料,掺入膨胀剂、早强剂等辅料的钻孔防塌支护材料.首先采用单因素试验法考察防塌支护材料中铝粉及CaO掺量、硫酸钠掺量、水料比对材料抗压强度的影响,再以此为基础,根据中心组合(Box-Benhnken)试验设计法,选取铝粉及CaO掺量、硫酸钠掺量、水料比三因素,以抗压强度为响应值设计三因素三水平试验方案进行响应曲面法分析,利用Design-Expert软件优化得到各添加剂掺量间的最优组合,最终确定铝粉及CaO掺量0.54％、硫酸钠掺量4％、水料比0.70为最佳配比参数.同时在潞安集团余吾煤业3#煤层N1103工作面进行现场验证,解决了钻孔密封段易塌孔问题,经测试单孔瓦斯初始体积分数约为80.705％,较普通钻孔提高约30％,历时60 d单孔瓦斯体积分数仍保持在43.89％,较普通钻孔提高约25％,钻孔密封性能得到显著提升.     

煤层钻孔瓦斯抽采效果影响因素分析

为研究瓦斯抽采效率的影响因素,考虑吸附瓦斯与游离瓦斯建立了煤层瓦斯流动的流固耦合模型,本文采用COMSOl数值模拟软件,分析了不同初始地应力、初始渗透率以及钻孔直径条件下的瓦斯抽采效果以及抽采有效半径变化情况。研究结果表明：初始地应力、初始渗透率和钻孔直径均会影响瓦斯抽采效果,但其对瓦斯抽采效果的影响程度不同;抽采有效半径对初始渗透率的变化最敏感,钻孔直径次之,对初始地应力的敏感程度最低;在某一钻孔直径范围内,瓦斯抽采效果随钻孔直径的增加变化不明显,而超出此范围后,抽采效果有明显提高,选择合适的钻孔直径对于提高瓦斯抽采效果具有重要作用。     

基于PD密封材料的本煤层瓦斯抽采钻孔密封技术

为改进单一高瓦斯低透气性煤层本煤层瓦斯抽采钻孔密封技术,开发了PD材料封孔技术,并在常村矿2101工作面进行了实际应用。应用结果表明:PD材料封孔技术效果显著,比同等条件下的普通封孔方法密封效果成倍提高;钻孔瓦斯抽采浓度由之前的9.6%增加到现在的36.5%,钻孔瓦斯抽采流量由之前的0.026 m3/min增加到现在的0.077 m3/min。     

高瓦斯松软煤层钻孔加固密封技术研究

为解决高瓦斯松软煤层瓦斯抽采钻孔孔口失稳这一重要难题，通过研究高瓦斯松软煤层中钻孔封孔段失稳机理及钻孔孔周裂隙场及位移情况，将传统技术及加固技术导致钻孔失稳的理论进行对比分析|得出了在封孔初期对封孔段实施固化能够增大周边煤体的主动支护作用的结论，基于分析结果提出了采用“大孔径”打孔护壁注浆+“小孔径”打孔的新型孔口加固密封技术|最后，在潞安集团古城煤矿S1303主运输大巷进行加固密封技术的现场验证，实验结果表明30d后单孔瓦斯浓度提升约30%，加固技术很好地解决了钻孔孔口失稳变形导致的瓦斯抽采管难以送入指定位置的问题。     

基于数值模拟的钻孔抽采影响半径测试研究

为了解决抽采影响半径现场测试工作量大、耗时长的问题,结合煤层赋存条件和现场抽采情况,建立了煤层瓦斯抽采基本模型,通过数值模拟试验研究了抽采影响范围随时间的变化关系,得到了抽采周期对应的抽采影响半径。经压降法验证,数值模拟测试结果较为可靠。     

地面钻井瓦斯抽采量影响因素分析及效果考察

以煤层瓦斯径向流动理论模型和现场实际情况为基础,对影响地面钻井瓦斯抽采量的因素进行分析,并利用改进的层次分析法对其进行重要性排序,根据潘三矿1#和4#地面钻井抽采被保护层开采卸压煤层瓦斯抽采量的记录数据,分析影响地面钻井瓦斯抽采效果的主要因素。     

瓦斯抽采钻井挤压变形破坏分析

作为一种有效解决回采工作面和采空区瓦斯超限难题的瓦斯治理方式,地面瓦斯抽采正在全国各大矿区逐步推广。但受煤层回采的影响,当回采工作面推过地面钻井位置后钻井套管迅速发生破坏,无法充分发挥其抽采采空区瓦斯的作用。这与地面抽采钻井套管受到的非均布挤压效应是密不可分的,因此,建立了基于采场上覆岩层挤压变形效应的地面钻井挤压变形破坏模型,为地面抽采钻井布孔位置的选择和防护提供工程指导,同时,运用3DEC离散元数值模拟程序对模型进行了模拟验证。结果证明,模型描述的规律性是可靠的,具有较强的工程指导意义。     

溜井储矿段矿石流动特性的影响因素分析*

溜井中矿岩散体的流动特性关系到溜井放矿的安全和可靠。为确保溜井放矿的顺畅性,在分析矿石流动性对溜井放矿影响的基础上,从理论上分析了影响储矿段矿石流动特性的因素。主要包括矿岩结块性、矿岩散体的粒度及分布特征、矿岩含水量、溜井结构、矿石流对井内储料的冲击夯实作用和溜井贮矿高度6个方面。结合部分矿山实践经验,提出了缩短矿岩在溜井中的停滞时间、改善矿岩爆破效果、优化溜井结构参数、控制含水量和粉矿含量、减轻运动矿岩对井内储料的冲击夯实等改善矿岩流动性的针对性解决措施,对于防范溜井储矿段堵塞问题具有重要的作用。     

深部大断面软岩巷道破坏变形控制及影响因素分析

为了研究软岩巷道不同围岩特征破坏变形控制方法及对其影响因素进行分析,以鹤煤三矿-800m水平轨道上山为研究背景,通过分析巷道在原支护形式下的破坏特征,提出新的支护措施,并通过数值模拟及现场实测进行验证。结果表明,影响软岩巷道变形破坏的因素主要有围岩性质、围岩地应力、采动影响以及施工设计等。与原支护方式相比,通过采用新的锚网喷+锚索+注浆+两帮和底角锚索联合支护方式,砂岩与砂质泥岩混合段和砂质泥岩段围岩顶底板和两帮移近量分别降低了86.4%和90.1%,78.5%和89.9%,从而定量地说明新支护措施的合理性和科学性。     

水平定向钻孔的稳定性因素分析

非开挖水平定向钻进技术作为非开挖铺管的主要方法，它得到了广泛的应用，但其在施工过程中常常出现钻孔失稳的问题，所以本文介绍了非开挖水平定向钻孔失稳而破坏的问题，分析了影响钻孔稳定性的地质方面和工程方面的两大方面的因素，最后对维持钻孔稳定的方法和对策提出了作者的建议。     

深部软岩巷道不同岩性段变形特征及影响因素分析

为了研究深部软岩巷道不同岩性段变形特征并对其影响因素进行分析,以鹤煤三矿-800 m水平南翼轨道上山为研究背景,通过布点监测,研究了深部软岩巷道不同岩性段内两帮及顶底板的最大移近量与移近速度,并对其主要影响因素进行了分析。     

锚网支护煤巷变形破坏因素分析及对策

针对锚网支护煤巷变形破坏因素进行了分析,提出了防止巷道变形破坏的支护对策,经过科学组织施工、优化支护设计、发展锚网梁联合支护,取得成效。该支护方式具有良好的经济效益和社会效益。     

影响煤矿钻孔瓦斯抽采浓度的因素分析

根据目前钻孔抽采瓦斯浓度低的普遍现象,提出了影响钻孔瓦斯抽采3个最为重要的因素:煤层的透气性、钻孔的密封性及钻场周围地质条件。并对这3个方面进行了较为详细的研究,提出了解决问题的办法,最后结合煤矿现场实际瓦斯抽采情况来进一步验证。     

底板穿层钻孔水力压裂破裂压力影响因素研究

根据穿层钻孔水力压裂作用机理,运用数值模拟试验方法,对影响穿层钻孔的影响因素进行研究分析。结果表明:在试验模型参数下,起裂压力随煤层倾角增大而增大,当达到峰值后,又逐渐随角度增大而减小,综合破裂压力和压裂效果分析得水力压裂角度在45°~60°最优;随着煤体的变质程度的增加和均质度的增大,破裂压力也随之增大;侧压系数对煤体破裂压力的影响表现在煤体破裂压力主要受水平最小主应力的大小所决定。     

混凝土非匀质强度损伤统计分析

论述了混凝土材料强度的概率统计特性，把损伤力学用于混凝土的强度分析，计算了混凝土的名义强度。在此基础上定义了一种新的损伤变量，运用损伤变量的概念，定性地探讨了混凝土强度的尺寸效应。