穿层钻孔有效抽采半径的数值模拟及效果预测

为了研究"三软"不稳定单一厚煤层底抽巷穿层钻孔的有效抽采半径以及相应的预抽期,建立起钻孔周围煤体瓦斯流动方程,并利用COMSOL-Multiphysics软件对郑州矿区某矿二1煤的穿层钻孔进行数值模拟。     

二氧化碳爆破深孔预裂强化增透试验研究

针对胡家河煤矿煤层具有煤与瓦斯突出危险性的事实,认真地分析了该煤矿采用二氧化碳爆破增加煤层透气性的瓦斯抽采相关参数,提出了二氧化碳爆破深孔预裂强化增透技术优化方案,优化后的瓦斯抽采钻孔孔径75 mm,孔深100 m,孔间距10 m。     

转子转速对迷宫密封性能影响的数值研究

利用Fluent软件数值仿真研究了转子转速对迷宫密封性能的影响,选取结构最简单的直通式迷宫密封为研究对象,分析转速对密封性能的影响机理,对比不同转子半径、压比和密封齿间隙下转速对迷宫密封性能的影响程度。研究结果表明:转子转速增加,迷宫密封性能提升,这是由于转子旋转产生离心力,造成密封齿向外变形,减小密封齿间距,削弱迷宫的透气效应。转子半径增大,密封齿间隙减小,转速对迷宫密封性能的提升更明显,压比无作用。转子转速对密封性能的影响很小,实际工程应用仿真时可以忽略不计。     

煤层钻孔静态爆破致裂半径数值模拟

为了研究煤层钻孔静态爆破过程中煤体的破碎范围以及确定合理的瓦斯抽采钻孔间距,通过设计实验测定了破碎材料的反应参数,并根据煤体基本参数和煤体变形的数学模型,利用COMSOL软件对煤层钻孔静态爆破对煤层的作用范围进行了数值模拟分析。研究结果表明,静态爆破使用的破碎材料产生的膨胀压力可以达到45~65 MPa,在孔径为100 mm的膨胀钻孔作用下,膨胀致裂半径达到了1.3 m,确定了该煤层抽放钻孔的合理间距。     

顺层钻孔瓦斯抽放影响半径测试分析

为了对平煤股份一矿丁6煤层顺层钻孔的瓦斯抽放影响半径进行测试,在丁6-32010胶带运输巷测试钻孔瓦斯浓度,并对测试结果进行了分析。结果表明,采用89 mm的抽放钻孔,当抽放时间为10~15 d时,抽放影响半径为2 m;当抽放时间为20~25 d时,抽放影响半径可达2.6 m。     

基于柔性钻具低成本超短半径老井侧钻技术

为增加单井泄油面积,快速提高单井产量,为后续压裂作业提供优势流道,基于柔性钻具开发了低成本超短半径老井侧钻技术,设计了十字万向节结构柔性钻具,确定了适用于5(1/2)in套管井的柔性钻具结构单元主要参数:外径102 mm,单节长度150 mm,单节弯转角度5°。利用ANSYS有限元软件仿真分析柔性钻具水平钻进情况下的抗扭性能,仿真结果表明:柔性钻具力学性能达到强度要求。超短半径老井侧钻技术现场试验时,完钻最大井斜角87.3°,水平段井斜角波动不足1°,侧钻曲率半径1.8 m,水平钻进距离80.1 m,满足设计要求。侧钻完井后该井产液量由1.2 m~3/d升高至5.3 m~3/d,产油量由0.7 t/d升高至3.1 t/d,井网注采关系得以改善。超短半径侧钻技术的成功研发对油田开发后期挖潜剩余油具有重要意义。     

地铁弹条Ⅲ型扣件铁垫板端部圆角优化分析

基于非线性接触理论,建立了地铁弹条Ⅲ型扣件系统有限元模型。计算了弹条扣压力与弹程之间的关系,分析了Ⅲ型弹条插入铁垫板插孔不同长度下的弹条应力,研究了铁垫板端部插孔圆角半径对扣压力和应力的影响,基于数值结果,优化了铁垫板端部插孔圆角半径。结果表明:弹条插入铁垫板插孔的长度对弹条与铁垫板插孔间的接触状态影响明显;弹条应力集中区域出现在与铁垫板端部接触的弹条后端圆弧内侧表面;将铁垫板圆角半径改为8 mm,可以明显减小该区域的应力值。     

非均质煤层瓦斯分布特征及钻孔抽采瓦斯运移规律研究

为了提高煤矿瓦斯抽采率，节约瓦斯抽采时间，分析了非均质煤层瓦斯分布特征及钻孔抽采瓦斯运移规律，采用透气性系数研究了非均质煤层瓦斯压力分布特点；分析了非均质煤层单钻孔瓦斯压力分布、原始瓦斯压力、原始透气性系数对有效抽采半径的影响。研究对指导现场瓦斯抽采以及促进煤矿安全生产具有重要意义。