钻孔水力采矿装置的研究

国内某些矿区水文地质条件复杂,具有溶洞裂隙水丰富和矿坑涌水量大等特点,传统的采矿方法难以实施,钻孔水力开采是目前解决此问题的最佳方案之一。通过对钻孔水力开采装置工作原理的分析及结构的研究,提出其关键部件——气力泵方案的设计。为得出气举工作时运行参数,建立小型室内模拟装置,以河沙为测试颗粒,研究进气量和浸入率对排液量及排沙量的影响规律。结果表明,排液量和排沙量随气量值增加均出现一极大值与之对应,且前者峰值所处位置在不同浸入率下较为接近,但后者峰值所处位置随浸入率升高而显著左移。另外,排液量和排沙量随浸入率升高而递增。     

苏联钻孔水力采矿技术简况

与露天开采和地下坑道开采相比较,由于钻孔采矿(无矿井开采)具有改善工人劳动条件、工作安全性大、劳动强度低、减少环境污染、基建投资少、开采成本低等优点,它已是当今采矿业发展的重要方向之一。目前,钻孔采矿的研究、试验、推广、应用已分别在盐的地下溶解、硫的地下熔化、煤的地下气化、钻孔水力采矿、钻孔溶浸采矿等方面取得了重要进展。苏联从七十年代以来,加速了钻孔采矿     

气举反循环钻探工艺应用于钻孔水力采矿的研究

气举反循环钻探工艺水力采矿系统是气举反循环钻探工艺与钻孔水力采矿技术相结合而形成的一种新的钻孔水力采矿系统。气举反循环钻探工艺可以作为输运手段,将饱含矿物质的溶液或浆液从3500 m以深的孔底提升至地表。该采矿系统可应用于原地浸出采矿、采砂等。     

钻孔水力开采技术

介绍了新兴的采矿技术──钻孔水力开采，指出其特点、影响因素、应用条件和在我国推广该技术的巨大技术经济意义。     

水力采矿钻孔轨迹的预测方法

通过实例,介绍了水力采矿钻孔轨迹的预测方法,将预测钻孔轨迹和实测钻孔轨迹进行对比,探讨水力采矿钻孔轨迹预测方法的可行性和可靠性.     

采矿新技术--钻孔水力开采技术

介绍了钻孔水力开采技术的工作原理以及该技术的国外发展现状。评价了该技术的优缺点。     

钻孔水力采矿研究试验的新进展

钻孔水力采矿研究试验的新进展江天寿（地矿部探矿工艺研究所成都６１００８１）钻孔水力开采固体有用矿物的基本原理是：用钻孔揭露矿床，用下入孔内的水枪破坏矿层，使之成为可流动的水—矿混合物（矿浆），再用下入孔内的水力提升器（喷射泵）或气举提升器（空气升液器...     

钻孔水力开采用气力提升装置模型的建立及实验研究

气力提升装置由于其效率过低而致使相关优点得不到充分发挥,限制了其应用范围。为进一步提高其对固体颗粒输送的能力,通过改进传统气举的结构,采用喷射器式气举来提高气举的气力提升性能。基于伯努利方程获得了对气力提升装置管内各相运动描述的理论模型。实验结果表明：喷射器式气举与传统气举特性曲线变化规律基本一致,理论模型与实测结果对比,其相对误差在7%以内,理论值与实测值吻合较好,且前者对提升效果的增强作用整体优于后者,尤以在较高气量值下最为显著;在 γ=0.42和Q G =8.8 m 3 /h处,前者最大排沙量为后者的2倍。     

采煤工作面顺层钻孔分段水力压裂增渗试验

低透气性突出煤层顺层钻孔预抽回采工作面瓦斯具有工程量大,抽采效率低等特点,为此,采用顺煤层分段水力压裂实现煤储层增透。寺家庄矿15#煤层属于低透气性突出煤层,在15301工作面开展了顺煤层分段水力压裂强化抽采试验,利用自主研发的拖动式双封隔器分段封孔装备及工艺,满足压裂孔稳定、快速封隔,可实现全孔段分三段及以上逐级开展压裂。对比压裂区和非压裂顺层钻孔瓦斯抽采效果,压裂区平均浓度为35.1%,非压裂区为6.0%,压裂区浓度是非压裂区的5.9倍;压裂区百孔纯量为3.6 m3/min,非压裂区为0.3 m3/min,压裂区百孔纯量是非压裂区的11.2倍。     

定向长钻孔分段水力压裂超前弱化技术

为解决煤层群下行开采时上覆煤柱给下伏煤层带来的顶板管理安全隐患,以榆家梁煤矿43202、43203工作面为工程背景,提出采用定向长钻孔分段水力压裂超前弱化技术对工作面顶板进行卸压弱化;阐述了长钻孔分段水力压裂的基本原理和压裂钻孔的布置原则,根据经验公式优选了压裂层位并对压裂钻孔的布置及压裂参数等进行了设计,利用压裂曲线图和压裂后工作面的矿压观测数据。对压裂成果考察结果表明:采用定向长钻孔分段水力压裂超前弱化技术,钻孔压裂突破点明显,工作面来压步距较小,达到了预期的卸压效果。     

大采高采场力学模型及支架工作状态研究

以大采高岩层运动及应力分布规律为核心,运用“传递岩梁”理论对大采高综采工作面上覆岩体破断类型及其平衡结构进行分析,研究建立了大采高采场结构力学模型,探讨了大采高采场的覆岩结构及运动规律,详细分析了“给定变形”、“限定变形”两种力学状态下支架工作荷载即缩量确定方法,修正了大采高下直接顶及基本顶概念,确立了支架载荷的计算方法。研究表明：采高增大,直接顶厚度可能大幅度增加,直接顶中出现大跨度悬顶坚硬岩层的几率增大。影响采场矿压显现的“传递岩梁（基本顶）”范围相对减少,对采场矿压有明显影响的岩梁距采场的高度增大。准确地确定悬顶位置、厚度及可能的最大悬跨度是大采高采场顶板控制设计及支架选型计算的关键。     

利用水力共振提高脉冲水射流强度

提出了使用导管-气室系统引发水力共振,提高脉冲水射流的强度的设想.采用波动法对导管-气室系统进行了研究,表明在合适的系统结构参数和流体参数情况下,系统可以使导管出口处的压力高于入口处的压力.实验研究证明,利用水力共振提高脉冲水射流的强度是可行的,且存在最佳气室容积和最佳频率.     

水力压裂钻孔最优封孔区间的快速设计方法

水力压裂钻孔的封孔长度是影响封孔质量的重要参数之一,依据经验随意设计可能导致封孔材料的浪费或使得封孔成为压裂作业的薄弱环节,笔者研究了压裂工况参数、材料特性、封孔长度等因素对封孔材料承受水压的影响关系,提出不同类型压裂钻孔最优封孔区间的快速设计公式,通过黄岩汇煤矿现场验证方法可靠,使得煤矿抽采设计更为精细、便捷.     

综采支架液压控制技术发展与展望

从技术角度列举并分析了国内较国外综采支架液压控制技术在多方面存在的差距以及这种差距产生的原因, 并根据国情初步分析探索相关产品和技术的发展方向和有效技术途径, 为全行业技术革新提供参考依据。     

穿层钻孔水力压裂数值模拟及工程应用

基于煤岩体变形模型、裂缝面内流体压降模型和裂缝扩展模型及扩展准则,建立了煤岩体钻孔水力压裂数学模型,并使用ANSYS的APDL语言编程实现了该数学模型的数值求解。穿层钻孔水力压裂数值模拟结果表明：随注入压力的增大,水力压裂缝长线性增大,最大缝宽近似指数函数形式递增,压裂后期的造缝宽能力略大于造缝长能力;随压裂液黏度的增大,最大缝宽增大,缝长近似指数函数形式递减,压裂液黏度增大到一定程度后对缝长和缝宽的影响作用减弱。穿层钻孔水力压裂数值模拟结果与现场试验结果具有很好的一致性,验证了该数学模型及数值解法的正确性和适用性。     

Study on improving performance of airlift device by self-excited oscillation pulsed jet used in mining under water

The feasibility of the nozzle of self-excited oscillation pulsed jet (SEOPJ) as the breaker and loosing device for the air-lift pump was researched. The dynamic characteristics of the SEOPJ to crush the hard clay and loose the layer of ore deposit were explored experimentally under the submerged condition. The results show that the SEOPJ not only effectively breaks the hard clay or loose the particles of sand on the placer bed, but also produces fluctuating uplift force acting on particles of sand. The oscillating cross flow caused by the SEOPJ makes particles of sand move to the end of the suction pipe easily. Energy efficency of the airlift and concentration of the solids for the solid-liquid mixture sucked by the air-lift pump are increased obviously with the breaker of SEOPJ. Supported by the National Natural Science Foundation (50504021); the Key Science and Technology Project of National Education Ministry (206122); the Science, and Technology Project of Chongqing Education Committee (KJ070419)