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。     

下向穿层钻孔水力冲孔卸压增透强化抽采瓦斯技术研究

为提高预抽煤层瓦斯消突效果,本文试验了下向穿层钻孔卸压增透强化抽采技术,并在高抽巷区域预抽钻孔中进行了实践。水力冲孔实施后,钻孔的卸压影响范围增大,钻孔周围的煤体变形和透气性增大,抽采瓦斯效果显著提高。对比水力冲孔前后的钻孔瓦斯压力和抽采量变化表明,水力冲孔影响半径达到10m,有效影响半径大于5m。与水力冲孔钻孔平距2.5m抽采孔,瓦斯抽采纯量增大4.25倍,平距5m~6m抽采孔瓦斯抽采纯量增大1.5倍。水力冲孔卸压增透强化抽采技术卸压增透范围大,提高抽采效果显著,为高突煤层预抽消突提供了一种行之有效的方法,值得在低透气性高瓦斯突出煤层消突实践中推广应用。     

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。     

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。     

考虑卸压和抽采效果的水力冲孔布孔参数优化研究

为了提高水力冲孔技术的消突效果,建立了考虑煤的塑性软化、扩容特性和流变特性的钻孔周围煤体黏弹塑性模型,得到了不同冲煤量钻孔的卸压范围,建立了考虑渗透率动态变化和吸附特征的渗流-应力耦合模型,采用COMSOL软件对建立的耦合模型进行求解,研究了不同冲煤量钻孔的抽放半径,优化了水力冲孔布孔参数。结果表明:在确定水力冲孔布孔参数时,应综合分析水力冲孔的卸压范围和抽放半径,冲煤量为0.5,1.0和1.5 t/m时,卸压范围分别为3.71,4.61和5.8 m,抽放半径分别为3.5,4.3和5.0 m,义安矿平均冲煤量为1.0 t/m,由此确定水力冲孔布孔间距为8.0 m,区域措施效果检验和工作面预测数据表明,确定的布孔参数合理可靠。     

鹤壁南部矿区突出煤层水力冲孔卸压增透影响半径试验研究

水力冲孔工作目的是对煤层进行动力扰动,释放煤层应力,加速瓦斯的解析运移,增强瓦斯抽采效果。确定钻孔的合理间距及水力冲孔影响范围,是确保瓦斯抽采效果必须考虑的重环节。为合理确定鹤壁南部矿区水力冲孔钻孔布局,优化穿层钻孔布置,减少无效钻孔施工量,采用负压法对水力冲孔卸压增透影响范围进行了试验测定。试验结果表明,鹤壁南部矿区水力冲孔卸压增透影响半径为4～5 m。该结论对今后实施水力冲孔卸压增透钻孔参数设计具有一定的参考作用。     

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。     

底板巷穿层钻孔水力冲孔防突技术

针对新安矿14211运输巷掘进过程中面临的煤与瓦斯突出问题,为了研究和确定适合新安煤田三软煤层赋存特点的水力冲孔工艺和消突评价体系,使其快速消除工作面突出危险性,提高煤巷掘进速度,采用底板巷穿层钻孔水力冲孔防突措施,按照考察出的冲孔影响半径均匀布置钻孔,排出部分煤体和瓦斯,使煤体卸压增透.试验结果表明,底板巷穿层水力冲...     

水力冲孔快速消突效果分析

以淮南矿业集团潘二矿为研究背景,研究水力冲孔卸压增透的防突机理,阐述了水力冲孔的工艺流程,并结合水力冲孔有效影响半径,确定了巷帮钻场钻孔的合理布置方法,研究结果表明:采取水力冲孔后,可有效消除激发突出应力和煤体结构的不均匀性,提高煤体强度和煤层透气性,使巷帮钻孔瓦斯抽放量大幅度提高,煤层透气性提高了4.7倍。     

水力冲孔在双煤层中最佳影响半径分析

阐述了水力冲孔卸压增透技术机理,指出水力冲孔技术的关键影响因素为影响半径的确定与合理布置。通过对水力冲孔的影响半径分析的方案设计,结合3组分析方案的数据,得出首山一矿己15-12050中间抽放巷的水力冲孔影响半径是4~6 m,最佳影响半径是5 m,提高了穿层钻孔预抽煤层瓦斯的效果。     

大水清矿区钻孔弯曲规律及钻孔弯曲的防治

通过大量翔实的实际生产数据,论述了大水清矿区钻孔弯曲规律及钻孔弯曲的防治,并提出了几点在易斜矿区施工的意见.     

煤矿井下钻孔测斜原理及轨迹计算方法

论述了基于加速度计与磁强计测量钻孔倾斜角、工具面角和方位角的具体方法,推导了各姿态角解算公式,并对钻孔轨迹计算方法进行了分析与阐述。分析了影响测斜精度及轨迹计算的各种因素,提出消除仪器的器件误差及安装误差、降低外界磁干扰、校正子午线收敛角,既可以提高测斜仪的精度又可以提高钻孔轨迹精确度。     

人工挖孔与挖孔扩底灌注桩施工技术

在厚有两栋楼之间扩建5层通廊，施工场地异常狭小，无法使用大型机具设备，而且要求施工无振动、无噪音，对周围建筑物无影响。采用人工挖孔与挖孔扩底灌注桩施工技术，满足了工程条件要求，取得了良好的技术经济效果。     

顺层抽采钻孔注水工艺与综合效果分析

受超前卸压影响,采煤工作面在回采过程中存在片帮和回风瓦斯增大现象,基于顺层抽采钻孔"一孔三用"原则,以张集矿1613(3)工作面为研究对象,充分将两巷顺层抽采钻孔及工作面浅孔注水相结合,有效加固了煤体,解决了煤壁超前片帮问题,减少了工作面回风瓦斯含量,还降低了工作面扬尘浓度,取得了较好效果.     

本煤层瓦斯抽采钻孔带压封孔技术研究

针对平煤集团十矿本煤层瓦斯抽采浓度偏低、钻孔有效抽放周期短的技术难题,在分析煤体特征的基础上,结合现有注浆工艺技术,提出了带压封孔的技术方法。阐述了带压封孔的基本原理,通过理论分析,确定了带压封孔工艺技术参数,3个月的工业性试验结果表明：应用带压封孔技术可提高本煤层瓦斯抽放浓度30%～55%,并可延长抽采钻孔的有效抽采时间40 d左右。     

大直径钻孔瓦斯抽放技术

阐述了大直径钻孔抽放瓦斯在阳泉煤业集团新景煤矿的应用和效果 ,可在邻近层瓦斯抽放中进一步推广应用     

一种新型三分量井中磁力仪

本文主要介绍一种新型三分量井中磁力仪原理及其地质勘查中的应用。     

瓦斯抽采钻孔高密封性封孔材料性能试验研究

为提高瓦斯抽采钻孔密封材料的封孔性能,研发了PD系列封孔材料,使用FEIQuantaTM 250环境扫描电子显微镜分析了其与钻孔壁结合特征及其向钻孔周边渗透情况,并建立了钻孔周边缝隙流体泄漏模型进行理论验证。该PD系列材料在潞安集团常村矿的现场试验表明其具有很好的密封性能,推广应用前景广阔。     

瓦斯抽采钻孔喷孔防护装置的研制与应用

针对松软且地应力较高的突出煤层中钻孔施工时,易发生钻孔喷孔,导致瓦斯超限和煤粉突出的问题,设计了一种钻孔喷孔防护装置。该装置由钻孔封孔装置、连接装置、气水分离器3部分组成,将喷出的高浓瓦斯直接抽入矿井瓦斯抽放管中,水和煤渣进入收集系统,实现气（瓦斯）、水（打钻水）、渣（煤矸渣）的有效分离。经过松藻煤矿现场试验证明,使用该装置后,平均穿煤时间增加79.1%,平均穿煤深度增加114.7%,钻场瓦斯体积分数0.15%～0.25%,远低于1%的瓦斯允许浓度。     

采空区瓦斯抽放钻孔终孔范围确定方法研究

为提高采空区瓦斯抽放效率,通过对覆岩采动裂隙椭抛带和"竖三带"理论的分析,建立了数学模型,并分析了采空区瓦斯运移形态,提出了采空区瓦斯抽放钻孔终孔应布置在内外抛椭带之间,同时也应位于该区域上覆岩层的裂隙带下部及规则冒落带上部。温庄矿采用此方法改造了150301工作面采空区瓦斯抽放钻孔,结果使瓦斯抽放量达到7.2 m3/m in,且工作面风量由原来的2 050 m3/m in降低至1 500 m3/m in,解决了上隅角瓦斯超限的难题,保证了生产的正常进行。