卸压钻孔不同布置方式的效果分析

通过对钻孔围岩的应力分析,得出单孔对围岩的破裂作用从孔周开始向外延展,结合钻孔塑性区半径公式和卸压系数经验公式,分析了影响钻孔卸压效果的因素.采用RFPA软件对卸压钻孔的四方型和三花型布置方式进行分析,以卸压的均匀性、卸压带的范围、局部卸压效率为评价指标,最终确认三花型布孔方式具有优越性.     

钻孔孔径及布置方式对煤巷卸压效果的影响

以陶一矿七采区南翼回风巷卸压孔优化设计为基础,通过理论分析、FLAC3D数值模拟与现场观测相结合的方法对相同地质条件下钻孔不同孔径大小周围应力分布演化规律进行分析。结果表明:在相同地质条件下适当增大钻孔直径可有效增加钻孔周围塑性区半径,提高钻孔卸压效果;卸压孔布置方式不合理不仅起不到很好的卸压效果,反而可能导致煤巷掘进面局部应力集中而不利于卸压消突。     

钻孔卸压效果影响因素数值模拟研究

为了研究钻孔卸压效果影响因素之间的关系,采用RFPA数值模拟软件,分析了钻孔直径、钻孔间距、煤体应力等对卸压效果的影响。数值模拟及理论分析得出:在其他因素一定的条件下,卸压效果随钻孔直径的增大而提高;煤体中的压力越大,卸压效果越显著;煤体在高应力状态下(30 MPa),钻孔间距为3 m时卸压效果好,而在低应力状态下(20 MPa),钻孔间距为2 m时卸压效果好。     

变直径卸压钻孔卸压参数模拟研究北大核心

常规大直径卸压钻孔对巷道浅部围岩扰动较大,增加了支护成本。以变直径卸压钻孔为研究对象,采用理论分析、数值模拟的方法,分析了变直径卸压钻孔卸压机理,讨论了变直径钻孔损伤形状、卸压半径、钻孔布置方式和钻孔长度等因素,同时比较了不同钻孔方案的优劣。结果表明:变直径钻孔在围岩浅部使用小直径钻孔,可以减小浅部围岩变形,对浅部围岩扰动更小,在煤层深部采用大直径,可以为煤体提供更大的能量释放空间,卸压效果好;在垂直应力大于水平应力的情况下,钻孔损伤为“蝴蝶”型,因此采用双排三花布置效果最佳;小直径段长度不超过应力降低区,其长度为3 m,其总长度不超过应力集中区,为25 m;变直径卸压钻孔可以在有效卸压的同时减小对巷道浅部围岩的扰动。     

蒋家河矿高位钻孔合理层位研究

以蒋家河煤矿为研究对象,通过数值模拟,对抽采钻孔的卸压范围进行分析,最终确定卸压抽采钻孔终孔布置在裂隙带离层区抽采效果最好。将研究成果在工作面现场应用,抽采效果非常显著。利用高位钻孔抽采瓦斯在保障工作面的安全回采中起到了重要作用。     

回采工作面超前卸压带的确定

回采工作面采动过程中,前方煤体应力不断发生变化,形成卸压带、集中应力带和原始应力带.超前卸压带宽度的确定,对于合理管理预抽钻孔进行卸压带抽放有着重要的意义.对中马村矿和九里山矿2个回采工作面的超前卸压带布置预抽钻孔进行了考察,对回采工作面超前卸压带的确定方法进行分析,为合理布置抽采钻孔等瓦斯管理工作提供了借鉴.     

软及硬煤层钻孔卸压效果对比分析研究

为分析冲击矿压矿井软煤层钻孔卸压效果比硬煤层好这一问题,通过采用有限元数值模拟软件FLAC对软及硬煤层的大直径钻孔卸压效果进行了分析研究,结果表明:当钻孔深度达到10~15 m时,软煤体内应力35 MPa,硬煤体内应力29 MPa,并且软煤体35 MPa的应力大于硬煤体29MPa的应力,从而说明软煤层中实施钻孔卸压效果较好,硬煤层中钻孔卸压效果较差,最后对张双楼煤矿7123工作面实施大直径钻孔卸压,卸压效果与数值模拟结果一致。     

“顶板-煤层”结构体多场应力控制防冲技术原理及优化设计

以典型的深部强冲击危险矿井为背景,通过对"顶板-煤层"结构体受力状态的分析,建立从区域应力协调到局部应力控制的以"顶板-煤层"结构体稳定性为基础,以应力控制为中心的多场应力控制防冲技术体系,通过数值模拟和理论分析对现场的区段煤柱留设宽度、巷道断面尺寸及布置方法、煤层卸压爆破及大钻孔卸压等区域应力协调和局部应力控制技术手段的相关参数进行优化设计。研究发现,对于强冲击危险工作面,区段煤柱留设宽度在3⁴ m时对冲击地压防治有力;大断面沿顶巷道布置方式更有利于冲击地压的防治,但当断面尺寸增大到一定程度时其应力控制防冲效果趋于稳定。煤层卸压爆破应根据卸压位置的不同在爆孔深度、封孔长度等参数上进行动态调整,大钻孔卸压采用孔深30 m,孔径130 mm,孔间距1.2 m参数时,应力控制防冲效果最为明显。     

“顶板-煤层”结构体多场应力控制防冲技术原理及优化设计

以典型的深部强冲击危险矿井为背景,通过对"顶板-煤层"结构体受力状态的分析,建立从区域应力协调到局部应力控制的以"顶板-煤层"结构体稳定性为基础,以应力控制为中心的多场应力控制防冲技术体系,通过数值模拟和理论分析对现场的区段煤柱留设宽度、巷道断面尺寸及布置方法、煤层卸压爆破及大钻孔卸压等区域应力协调和局部应力控制技术手段的相关参数进行优化设计。研究发现,对于强冲击危险工作面,区段煤柱留设宽度在3~4 m时对冲击地压防治有力;大断面沿顶巷道布置方式更有利于冲击地压的防治,但当断面尺寸增大到一定程度时其应力控制防冲效果趋于稳定。煤层卸压爆破应根据卸压位置的不同在爆孔深度、封孔长度等参数上进行动态调整,大钻孔卸压采用孔深30 m,孔径130 mm,孔间距1.2 m参数时,应力控制防冲效果最为明显。     

卸压钻孔对巷道煤体卸压效应的数值分析及应用

为研究卸压钻孔对巷道煤体卸压效应的作用,通过FLAC~(2D)数值模拟软件,分别模拟不同埋深条件下钻孔直径以及钻孔间距对钻孔卸压效果的影响。研究结果表明:1在实施钻孔卸压之后,钻孔左右两侧应力集中,钻孔上下两侧形成应力降低区;同时,钻孔孔径越大,钻孔卸压效果越好;钻孔间距越小,卸压效果越好;2相同钻孔孔径进行卸压,钻孔间距较小时卸压带高度和煤层埋深基本成正比例关系,随着钻孔间距的增大,卸压带高度基本不随埋深的变大而变化;3相同的钻孔参数进行钻孔卸压,煤层埋深越大卸压效果越好,同时为了更好地防治冲击矿压,不同的埋深的煤层应选择合理的钻孔参数。将模拟分析结果应用到徐庄煤矿7192工作面,起到了很好的卸压效果。     

高突厚煤层高位钻孔抽放技术参数优化

为了准确分析高位钻孔的效果,基于高位钻孔瓦斯抽放理论,在工作面高位钻场每个钻孔安置1个孔板流量计和1个测气孔,根据工作面的进尺实测每个钻孔管路上的流量和瓦斯浓度,并通过计算得到该钻孔的瓦斯混合流量和瓦斯纯量。分析抽放钻孔各种参数并进行优化,得出高效合理的高位抽放钻孔布置方式。     

千米定向钻机在山西焦煤集团的应用情况分析

对山西焦煤集团各子分公司利用千米定向钻机进行瓦斯治理的主要布置应用方式进行论述,分析了定向钻机在地质条件复杂、煤层松软的煤层中使用,存在塌孔、喷孔、钻进困难等问题,并提出了相应的对策。     

计算机辅助系统在巷道开拓炮眼布置中的应用

随着计算机绘图技术的发展,CAD技术在工业生产图形绘制工艺中得以实现。文章以煤矿开拓巷道炮眼布置为研究对象,阐述了炮眼布置图绘制的基本条件,提出了基于计算机辅助设计的炮眼布置图绘制软件开发思路。以AutoCAD平台为基础,利用LISP语言开发了针对炮眼布置的辅助程序,通过实际应用,绘制出了完整的、符合要求的炮眼布置图。     

顺层钻孔瓦斯抽采钻孔合理布置的参数计算

钻孔有效抽采影响半径是确定钻孔布置参数以及预测瓦斯抽采消突时间的重要依据。确定顺层瓦斯抽采钻孔合理布置参数,采用数值计算的方式,对不同抽采时间下顺层钻孔瓦斯抽采有效影响半径进行计算,并现场考察验证。研究结果表明:相同抽采条件下,抽采钻孔直径为75 mm,抽采时间为120 d时,抽采影响半径达到了1.0 m;抽采时间为60 d时,抽采影响半径达到了0.5 m,与数值计算结果基本相同。在实际工作中应日常性收集煤层瓦斯赋存、瓦斯涌出等相关资料;经常分析瓦斯地质变化情况,在地质构造带或局部瓦斯富集区或煤厚变化地带进行采掘活动时,应采取安全技术措施。     

煤层顶板瓦斯抽放水平长钻孔的设计与应用

为了更高效地抽放煤层覆岩裂隙及离层的瓦斯,对煤层顶板水平长钻孔的层位选择,参数确定,布置形式,钻场的设计要求,钻机、钻杆、钻头的选择以及钻进工艺参数的合理控制进行了试验研究.试验证明走向长钻孔的抽放效果很大程度上取决于钻孔所处的层位,只要保证钻孔在工作面采空区的裂隙带延伸,并采用合理的钻进工艺参数,尽量延长有效抽放长度和采取有效的抽放参数,就能取得理想的抽放效果.这可以解决上邻近层和采空区的瓦斯抽放问题.     

基于不同钻孔间距的瓦斯抽采效果实验研究

为了研究钻孔布置对瓦斯抽采效率的影响,采用自主研发的多场耦合煤层气开采物理模拟实验系统,开展了不同钻孔间距条件下瓦斯抽采物理模拟实验研究,探讨了钻孔间距对瓦斯抽采效果的影响。结果表明：在抽采初期,各测点瓦斯压力下降速率和下降量主要受到离钻孔中心距离的影响,与测点距钻孔出口距离基本无关,在瓦斯抽采过程中,靠近钻孔中心位置的瓦斯压力梯度大,瓦斯流速也较大,断面瓦斯压力场中等压线以钻孔为中心呈圆环形分布|相邻钻孔之间产生的抽采叠加效应会影响有效抽采范围,钻孔间距越近,有效抽采范围越大,同时其有效抽采范围也随抽采时间呈指数型增长。     

井下大直径钻孔瓦斯抽采技术研究

为研究面间煤柱内的大直径钻孔抽采采空区瓦斯效果,基于某矿实际生产条件及COMSOL数值模拟软件,依据上覆岩层运移理论、采空区顶板岩性、顶板垮落破坏特征对采空区孔隙率进行了分块赋值,COMSOL数值模拟研究结果表明:钻孔布置的最佳距离为8～10 m。考虑经济因素及顶板垮落步距的影响,钻孔布置的最佳距离应为10 m;靠近工作面上隅角处,采空区内瓦斯浓度呈中心高、四周低的圆环状分布,该低瓦斯浓度圆环的出现与大直径钻孔对采空区内瓦斯的抽采作用密切相关。ORIGIN数据拟合及计算表明:10 m钻孔间距条件下,控制上隅角瓦斯浓度不超限的钻孔最小瓦斯抽放量为5.4 m³/min。该理论成果的成功运用,指导了该矿的生产安全。     

顶板高位钻孔抽放瓦斯参数优化及应用

本文以漳村煤矿瓦斯抽采工作为研究对象,通过分析钻孔布置方式对应的抽采瓦斯浓度变化,提出了高位钻孔布置参数优化方案。试验结果表明,采用高位钻孔布置参数优化方案在仅增加73%的钻孔工程量的情况下,抽采瓦斯总量就能够增加3~7倍,更加有效地降低了工作面的风排瓦斯涌出量。     

云盖山煤矿瓦斯治理钻孔有效抽放半径研究

针对不具备保护层开采条件的煤层,钻孔预抽煤层瓦斯是防治煤与瓦斯突出最有效的措施之一。钻孔有效影响半径是进行抽采方法选择、确定钻孔布置参数以及评价抽采效果的重要依据,钻孔间距过大,抽采范围内容易形成抽采盲区,达不到消突的目的;钻孔间距过小,虽然一定程度上提高抽采率、增大抽采量,但增加了不必要的钻孔布置工程量,容易造成人力和物力的浪费。因此合理有效地施工抽采钻孔对突出煤层进行消突,已成为保安全、促生产过程中不可缺少的重要环节。为避免钻孔设计及施工的盲目性,提高抽采钻孔的利用率及施工速度,对抽采有效影响半径的测试和确定已成为当前的首要工作。     

石壕煤矿顺层钻孔瓦斯抽放流场模拟与优化

以石壕煤矿S1632工作面的煤岩层瓦斯赋存参数为基础,建立了顺层钻孔瓦斯抽放数值模拟模型,分别对不同抽放时间的单个顺层钻孔、不同间距的多个顺层钻孔抽放瓦斯后的煤层瓦斯压力分布进行了模拟,模拟结果显示:抽放时间6个月,抽放钻孔布置间距6～8 m时较为合理,并对石壕煤矿S1632工作面顺层抽放参数进行了优化。