煤层钻孔风力排渣模拟实验研究

基于两相流的有关原理对煤层钻孔风力排渣进行了研究,结合现场情况,建立了煤层钻孔风力排渣实验装置,对风力排渣进行模拟实验．测定了排渣系统中各段的压力损失,分析了各段压力损失的比重,研究了风量、风速、钻屑运动速度、固气比和压力损失等之间的内在规律．结合理论分析得出了最小排渣风速公式,该公式反应了煤层瓦斯突出钻屑量指标、钻孔直径、钻杆直径、钻进速度等参数对排渣过程的影响．实验得出的结论为现场选择设备型号提供了理论依据．     

钻孔风力排渣新技术在祁南煤矿突出煤层中的应用

通过引入气固两相流理论，结合风力排渣的实际情况，得出了包含全部影响因素的排渣最小风速和供风压力的计算公式，并在祁南煤矿的应用中得到了验证。     

顺层瓦斯钻孔风力排渣模拟研究

本文针对顺层瓦斯抽放钻孔施工特点,对寺河矿二号井风力排渣中煤渣粒径的运动情况进行了数值模拟,确定风力排渣过程中所需的风流速度和风流压力值。通过FLUENT软件对矿井煤层瓦斯抽放钻孔过程中流场内的煤渣颗粒的变化情况进行了模拟,得出了钻孔内煤颗粒随着钻孔深度的增加的变化规律,从而高效地对瓦斯进行抽放。     

煤层钻孔风力排渣方式探索

基于煤矿进行顺层长钻孔打钻存在风压不足的现状,根据现场情况,对煤层钻孔风力排渣方式进行了探索,提出了风力排渣供风新方法——脉动通风及钻杆分风,建立了实验装置,进行了模拟实验研究。发现脉动通风有助于解决钻孔堵塞,而钻杆分风即钻杆底部加密钻孔通风对解决钻孔底端的钻屑沉积有帮助。为顺层长钻孔的顺利施工提供了依据。     

顺层长钻孔风力排渣成孔技术

顺层钻孔的施工由于受到施工技术限制达不到预定的深度,影响了瓦斯抽放效率。为此采用风力排渣的方法,对顺层长钻孔施工工艺进行了试验,结果表明风力排渣是一种提高顺层钻孔孔深的有效方式,并给出了风力排渣成孔各参数的计算方法。     

风力排渣成孔在汝箕沟煤矿钻孔施工中的应用

汝箕沟煤矿采用钻孔抽放瓦斯，水力排渣钻进存在一些问题，分析了风力排渣钻进的原理及有关参数的确定，采用风力排渣钻进取得了较好的效果。     

钻孔灌注桩排渣泥浆流速的计算

针对目前钻孔灌注桩施工时,在确定冲孔方案时没有定量分析,往往造成排渣不净,沉渣过多的现象,结合实例,介绍了冲孔排渣泥浆流速计算的方法.     

顺层水平切缝钻孔排渣技术研究

为了解决低透气性中硬煤层顺层水平切缝钻孔排渣技术难题,基于顺层水平切缝钻孔产渣-排渣特点,提出了水平切缝钻孔临界容渣模型,计算了堵孔临界容渣量。基于固液两相流原理分析了排渣过程力学特征,提出了临界排渣量模型,计算了不同切缝压力的临界排渣量。根据水平切缝工艺,提出了“逐级升压切缝、低压旋转排渣”的排渣工艺技术,并进行了工程应用。应用表明,该排渣技术可行有效,为类似条件矿井提供了借鉴意义。     

旋挖钻机提钻速度对井壁稳定的影响分析

介绍了用旋挖钻机施工桩孔提钻时孔内波动压力的产生和井壁稳定原理,建立了井内波动压力的计算模型,分别分析和计算了各施工工艺参数产生的波动压力值,给出了许用提钻速度的计算方法。     

横向风速和喷雾压力对降尘喷雾特性的影响

利用Fluent数值模拟软件对喷嘴喷雾特性参数进行定量分析,建立风速为2 m/s、喷雾压力分别为8.0、10.0、12.5 MPa,以及喷雾压力为8.0 MPa、风速分别为1、3 m/s共5种模拟方案,分析雾滴质量浓度的分布及雾滴速度。模拟结果表明：当横向风速由1 m/s增至3 m/s时,喷雾射程由4.0 m减至1.8 m,距喷嘴2 m的垂直平面上雾滴最高质量浓度由0.12 kg/m³降到0.03 kg/m³,表明风速越高,雾滴速度衰减越快,到达同一平面时的雾滴质量浓度及速度越小;当喷雾压力由8.0 MPa升至12.5 MPa时,喷雾射程由2.4 m增至3.0 m,距喷嘴2 m的垂直平面上雾滴最高质量浓度由0.08 kg/m³增至0.10 kg/m³,粒径小于25～30 μm的雾滴所占比例由70%增至90%,说明喷雾压力越高,喷雾效果越好,雾滴的抗风能力越强,到达同一平面时的雾滴粒径越小,雾滴质量浓度及速度越大。     

松软煤层中风压空气钻进技术与装备

松软煤层中施工顺层瓦斯抽采长钻孔的难度大,现有技术、装备在一定程度上还存在成孔深度浅、成孔率低等问题,不能完全满足瓦斯高效抽采的需要。为此,开发了井下中风压空气钻进工艺技术:包括压缩空气与螺旋钻杆复合排渣工艺、多级除尘技术、筛管护孔工艺技术等。应用结果表明:在同等施工条件下,采用中风压空气钻进技术与装备后,平均成孔深度普遍提高1倍左右,钻进效率提高35%左右,成孔率提高到了70%左右,为松软煤层瓦斯抽采钻孔施工提供了可靠的技术与装备保障。     

全漏失深孔螺杆钻具失速的探讨及解决途径

分析了全漏失深孔中螺杆钻具失速的机理，提出在钻具上端加调压环是解决问题的途径，对调压环进行了设计计算，并在实际中应用，有效地解决了深９００ｍ左右干孔条件下钻具失速的问题。     

回转钻孔钻进速度影响因素探讨

分析了回转钻孔的现状,对影响回转钻孔钻进速度的几个因素进行了分析,并对关键因素进行了着重探讨,指出了提高回转钻孔钻进速度的方法,对于矿企的设备选型和提高钻孔施工效率具有积极意义。     

压风排粉技术在松软、薄煤层施工抽放钻孔中的应用

通过对在松软、薄煤层施工本煤层抽放钻孔的研究分析,详细介绍了该技术的施工方法,为该技术在我国薄煤层地质条件下推广应用提供了可靠的依据。     

钻孔煤体破坏渗流模型及在煤层卸压抽采中的应用研究

为对比分析顺层钻孔在护孔和未护孔条件下的抽采效果,考虑煤体扩容特性,采用煤体孔隙率和渗透率动态数学模型,结合D-P屈服准则,建立了钻孔煤体破坏—渗流的流固耦合模型。以超化煤矿2煤层相关物理参数为基础,开展了钻孔卸压破坏范围及抽采瓦斯数值模拟,结果表明：钻孔发生卸压破坏后,虽然未护孔钻孔卸压范围是护孔钻孔的1.3倍,其周围煤体渗透率和孔隙率均大于护孔钻孔,但钻孔更易塌孔堵孔,当抽采90 d时,护孔钻孔有效抽采半径为未护孔钻孔的1.3倍。现场瓦斯抽采测定数据表明,护孔钻孔平均抽采瓦斯浓度为未护孔的1.6倍,平均抽采瓦斯纯流量为未护孔的1.4倍,并有效缩短了钻孔抽采时间。     

多级无动力除尘装置在中压空气钻进中的应用

利用井下移动空压机形成独立供风系统的中压空气钻进方法是解决松软突出煤层钻孔难题的有效途径。为解决钻进过程中的粉尘污染问题,研制了多级无动力除尘装置,在松软煤层中风压空气钻进现场应用中取得良好的使用效果。     

高应力岩层巷道钻孔爆破卸压技术

为了深入研究深部高应力岩层巷道围岩松动爆破卸压技术,针对高应力巷道围岩受采动影响的变形破坏特点,采用FLAC数值模拟软件对深部动压巷道围岩进行了松动爆破卸压模拟,结果表明在松动区域轴向平行于巷道顶板和帮部时,在距巷道顶板和帮部围岩5 m处进行爆破,可以在巷道周围形成一个松动区域,使巷道围岩浅部应力与深部集中高应力隔离开,达到巷道围岩集中应力向深部转移和改善巷道围岩受力状态的目的.通过工程实践,验证了模拟方案的合理性,并使爆破参数得到了优化.     

综采工作面深孔注水防治煤尘技术的应用

对煤层深孔注水降尘机理进行了研究,并结合张集煤矿的煤层开采条件,对煤层注水技术及工艺进行了介绍,确定了钻孔布置、封孔深度、注水压力、注水量与注水时间等工艺参数。研究结果表明:综采工作面深孔注水是防治煤尘的有效手段,合理的钻孔深度7m,封孔深度2m,注水压力0.5～9.0MPa,注水后湿润半径为1.0～2.5m,平均降尘率达46.8%。