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A Study on the Dynamic Adjustment of Pressure Relief Gas Drainage Drilling in Mined-Out Areas
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作者 Bo Bi Jianbing Meng Bengliang Cheng 《World Journal of Engineering and Technology》 2021年第2期337-345,共9页
With the development of coal mine equipment mechanization, the wide application of </span><span style="font-family:Verdana;">“</span><span style="font-family:Verdana;">... With the development of coal mine equipment mechanization, the wide application of </span><span style="font-family:Verdana;">“</span><span style="font-family:Verdana;">hole instead of roadway</span><span style="font-family:Verdana;">”</span><span style="font-family:Verdana;"> technology greatly reduces the cost of gas control engineering, but puts forward higher requirements for the effect of gas drainage. At present, the drainage effect of coal mine inspection boreholes is mainly evaluated by the drilling field, but the flow rate and gas concentration of each borehole in the drilling field are not the same, which causes the gas drainage effect not to be correctly mastered. In the present study, the pressure relief drilling in the goaf of the working face of a typical multi-coal seam group high gas outburst mining area was taken as the research object. Through the newly developed portable drilling inspection device, the pure amount of drilling drainage was investigated, and the drilling design was dynamically adjusted. The enhancement of the goaf pressure relief gas control effect ensures the gas safety of the mining face. At the same time, this improves the gas extraction rate and reduces the emission of greenhouse gases. If the data from the borehole investigation can be transmitted in real time and analyzed in big data, the optimal extraction negative pressure can be predicted through a regression algorithm. Under the control of the negative pressure of each borehole by the actuator, the extraction system can have the function of intelligent judgment. 展开更多
关键词 pressure-relief Gas Extraction Study on the Extraction Effect borehole Design Determination of Pore Parameters
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倾斜工作面面向断层开采煤柱失稳机制及稳定性控制
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作者 顾士坦 毛文涛 +3 位作者 韩传磊 赵燕席 李旭智 刘志尧 《煤炭技术》 CAS 2024年第5期34-39,共6页
以某矿面向断层开采的5302工作面为工程背景,模拟了工作面回采过程中断层及断层周围煤岩体垂直应力、塑性区及断层滑移演化规律,提出了断层煤柱的合理尺寸,并制定了卸压方案。研究结果表明:工作面回采期间断层及断层周围煤岩体受构造应... 以某矿面向断层开采的5302工作面为工程背景,模拟了工作面回采过程中断层及断层周围煤岩体垂直应力、塑性区及断层滑移演化规律,提出了断层煤柱的合理尺寸,并制定了卸压方案。研究结果表明:工作面回采期间断层及断层周围煤岩体受构造应力与采动应力叠加作用下应力高度集中,容易诱发冲击地压;微震、应力在线监测结果对比分析表明,制定的爆破断顶、钻孔卸压技术方案能够有效降低应力集中程度,避免工作面面向断层开采时诱发冲击危险。 展开更多
关键词 断层煤柱 冲击地压 应力集中 爆破断顶 钻孔卸压
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基于钢锥冲击的煤层卸压方法研究 被引量:1
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作者 任智敏 吕梦蛟 +2 位作者 王飞 王禹 张广太 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期37-47,共11页
针对煤矿冲击地压引起的采掘安全问题,以山西晋中左权五里堠煤矿3号煤层开采地质条件为工程背景,提出一种基于钢锥冲击煤层的卸压方法。根据通电线圈间产生电磁互感斥力原理,获得磁力驱动绕线钢锥撞击煤层的冲击力函数式,并结合弹性力... 针对煤矿冲击地压引起的采掘安全问题,以山西晋中左权五里堠煤矿3号煤层开采地质条件为工程背景,提出一种基于钢锥冲击煤层的卸压方法。根据通电线圈间产生电磁互感斥力原理,获得磁力驱动绕线钢锥撞击煤层的冲击力函数式,并结合弹性力学理论,分析冲击力作用下煤体应力场分布特征、裂隙类型、破裂范围及程度。结果表明:(1)冲击力与交流电电压及线圈级数呈正相关关系,与交流电频率及每米线圈匝数呈负相关关系。其中,电压是调控冲击力的最主要因素,综合考虑认为电压取660 V为宜。(2)计算显示钢锥长度与直径仅需1 cm和1.28 cm,与之匹配的2级加速线圈总长为2 cm,可实现冲击装置的微型化,便于在钻孔内灵活布置。(3)冲击力使钻孔横截面围岩出现集中系数为4.0~16.7的叶状极高应力区,其延伸长度为5倍钻孔半径,区内发育张拉裂隙;叶状区之外为集中系数1.7~3.3的高应力区,发育压剪裂隙,其范围可达50倍钻孔半径,据此得到卸压钻孔间距为2.5 m。(4)按卸压段长度,每孔内设置2个间距2 m的冲击装置,冲击力使钻孔纵截面围岩呈现针状极高应力区,相邻针状区间分布椭圆形压剪裂隙区,两者一起贯通2 m厚煤层,实现有效破煤卸压。研究成果为探索基于磁力钢锥冲击的煤层卸压技术奠定初步理论基础。 展开更多
关键词 冲击地压 互感斥力 钢锥 冲击力 钻孔围岩 应力场分布 煤层卸压 晋中左权 五里堠煤矿
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真三轴煤层钻孔承载破坏层理效应试验研究
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作者 李笑笑 马衍坤 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期97-102,共6页
为探究层理对真三轴环境下煤层钻孔动态破坏特征影响,采用煤岩体单面可视真三轴试验仪器开展含层理煤层钻孔承载破坏试验,并结合数字图像相关和声发射分析方法进行研究。研究结果表明:试样破坏经历3个阶段,阶段Ⅰ,分析区域边缘剪切应变... 为探究层理对真三轴环境下煤层钻孔动态破坏特征影响,采用煤岩体单面可视真三轴试验仪器开展含层理煤层钻孔承载破坏试验,并结合数字图像相关和声发射分析方法进行研究。研究结果表明:试样破坏经历3个阶段,阶段Ⅰ,分析区域边缘剪切应变集中,孔壁破裂伴随煤颗粒弹射,声发射累计事件数和能量活跃性较低;阶段Ⅱ,孔周剪切应变场呈蝴蝶形状分布特征,孔壁两侧煤碎片弹射、煤块剥落,呈“V”形破坏,声发射累计事件数和能量活跃性较高;阶段Ⅲ,试样层理处剪切应变集中,出现宏观剪切裂纹,呈拱形分布特征,声发射累计事件数和能量活跃性强烈。研究结果对钻孔卸压机制研究具有参考意义。 展开更多
关键词 可视化真三轴 钻孔卸压 层理 数字图像相关分析 声发射分析
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控制爆破法在竖井井壁开切卸压槽中的应用
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作者 韩磊 谢坤 +5 位作者 姜艾昱 吕莎莎 董玉峰 娄晨海 张笑瑜 刘炳臣 《山西冶金》 CAS 2024年第6期196-199,共4页
基于井壁破裂理论分析、岩体爆破理论分析、控制爆破理论分析,并结合某风井破裂部位控制爆破开切卸压槽工程实践,对控制爆破技术在井筒破裂部位快速开切卸压槽展开研究。通过理论结合实践,将“分区爆破、竖向掏槽、两侧扩刷”的控制爆... 基于井壁破裂理论分析、岩体爆破理论分析、控制爆破理论分析,并结合某风井破裂部位控制爆破开切卸压槽工程实践,对控制爆破技术在井筒破裂部位快速开切卸压槽展开研究。通过理论结合实践,将“分区爆破、竖向掏槽、两侧扩刷”的控制爆破技术成功应用在竖井破裂井壁控制爆破开切卸压槽工程中,取得了良好的施工效果,给相关矿井破裂井壁控制爆破开切卸压槽的控制提供了指导意义。 展开更多
关键词 控制爆破 井壁破裂 卸压槽 方案设计 现场试验
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基于高位定向长钻孔的大佛寺煤矿卸压瓦斯抽采技术
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作者 杨朝 张亚潮 +3 位作者 王俊 郑文龙 李建华 李庆钊 《陕西煤炭》 2024年第7期70-75,117,共7页
陕西彬长大佛寺煤矿为高瓦斯矿井,绝对瓦斯涌出量190.4 m^(3)/min。矿井瓦斯治理工作坚持“超前预报、组织管理、综合研判、技术保障、效果评价”相结合的综合防治工作体系,采空区卸压采用“大孔径、多层次、高负压、大流量、密集抽”... 陕西彬长大佛寺煤矿为高瓦斯矿井,绝对瓦斯涌出量190.4 m^(3)/min。矿井瓦斯治理工作坚持“超前预报、组织管理、综合研判、技术保障、效果评价”相结合的综合防治工作体系,采空区卸压采用“大孔径、多层次、高负压、大流量、密集抽”技术思路。以40204工作面、4034~上02工作面为研究对象,对工作面采动覆岩裂隙分布进行研究,模拟高位定向钻孔抽采下采空区瓦斯浓度分布,结合采空区“O”型圈模型的理论基础,针对大佛寺煤矿卸压瓦斯抽采的“高位钻孔设计、布置层位确定及抽采工艺”进行探讨,结合工程应用对瓦斯治理效果进行评判。结果表明,实施高位钻孔工艺后,工作面上隅角瓦斯稳定在0.15%~0.45%,回风瓦斯浓度稳定在0.2%~0.35%,证明高位定向长钻孔能够有效治理工作面卸压瓦斯,杜绝工作面瓦斯超限,确保矿井安全生产。 展开更多
关键词 大佛寺煤矿 卸压瓦斯 定向长钻孔 瓦斯抽采 工程应用
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特厚煤层定向长钻孔水力压裂瓦斯抽采技术及应用 被引量:1
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作者 缑晓锋 杨飞 +3 位作者 窦成义 郑文龙 和递 孔祥国 《陕西煤炭》 2024年第2期65-69,共5页
为解决大佛寺煤矿特厚煤层透气性和瓦斯赋存差异性较大而导致的矿井抽掘采接替问题,提出“分段压裂延展裂隙+整体压裂沟通网络”的定向长钻孔水力压裂技术,通过增加煤层渗透性来提高矿井瓦斯抽采效率,并在40103工作面进行工程应用试验... 为解决大佛寺煤矿特厚煤层透气性和瓦斯赋存差异性较大而导致的矿井抽掘采接替问题,提出“分段压裂延展裂隙+整体压裂沟通网络”的定向长钻孔水力压裂技术,通过增加煤层渗透性来提高矿井瓦斯抽采效率,并在40103工作面进行工程应用试验。共完成4个定向长钻孔分段水力压裂施工,累计压裂工程量2190 m,最大泵注压力17.83 MPa,累计压裂注水量4535 m 3,总压裂时间10853 min。相比于未压裂的预抽钻孔,压裂后瓦斯抽采浓度提高了2.20~4.22倍,百米抽采流量提高了4.93~11.03倍。试验结果表明,通过水力压裂后煤层渗透特性增加,瓦斯抽采效果显著提升,初步证实了长钻孔水力压裂强化瓦斯抽采技术的适用性,为彬长矿区的矿井瓦斯高效抽采提供了技术支撑。 展开更多
关键词 水力压裂 特厚煤层 定向长钻孔 卸压瓦斯 瓦斯抽采
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深部采区准备巷道定向长距离水力压裂控制技术研究
8
作者 焦金宝 刘学生 《山东煤炭科技》 2024年第10期26-31,共6页
受深部高应力和大范围空间采动影响,采区上下山等准备巷道存在变形破坏严重、反复维修等问题,以新集一矿3608(6)采区地质和开采为工程背景,提出利用定向长距离水力压裂技术控制石门变形破坏的力学机理,即切断高位主关键层,阻断采空区上... 受深部高应力和大范围空间采动影响,采区上下山等准备巷道存在变形破坏严重、反复维修等问题,以新集一矿3608(6)采区地质和开采为工程背景,提出利用定向长距离水力压裂技术控制石门变形破坏的力学机理,即切断高位主关键层,阻断采空区上部动静载荷向工作面前方的传递,改善石门围岩应力环境,设计360801工作面水力压裂切顶卸压方案与施工工艺,压裂钻孔靠煤柱侧顶板,距离煤帮约1 m,钻孔直径75 mm,倾角为72°和77°,孔深为27.8 m和28.5 m,钻孔间距为10 m。现场试验结果表明,压裂区岩层出现了较多裂缝,弱化明显,-706m轨道石门两帮和顶底板围岩变形量均得到有效控制,围岩完整性良好。 展开更多
关键词 水力压裂 定向长距离钻孔 切顶卸压 围岩控制
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水力压裂裂缝开裂压力影响因素分析及应用
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作者 赵会波 《煤炭工程》 北大核心 2024年第9期127-135,共9页
为了合理确定水力压裂的压裂时机和钻孔方位布置,从水力压裂钻孔周围的应力分布状态出发,将钻孔的方位角和倾斜角作为水力压裂裂缝起裂压力的主要影响因素,在巷道地应力场分类的基础上,从钻孔参数(方位角、倾斜角)与地应力场类型角度对... 为了合理确定水力压裂的压裂时机和钻孔方位布置,从水力压裂钻孔周围的应力分布状态出发,将钻孔的方位角和倾斜角作为水力压裂裂缝起裂压力的主要影响因素,在巷道地应力场分类的基础上,从钻孔参数(方位角、倾斜角)与地应力场类型角度对水力压裂裂缝开裂压力的影响规律进行了研究。同时结合天地王坡煤矿采动影响下顶板三维主应力演化实测研究,确定了3308运输巷道压裂时机与钻孔空间布置原则,在此基础上提出受二次采动影响的3308运输巷双侧压裂方案。现场煤柱钻孔应力监测结果表明,采用双侧压裂方案相比常规压裂方案其峰值应力降低了52.9%。巷道围岩变形监测显示,双侧压裂方案与原压裂方案相比,顶板下沉量降低了14.0%,底鼓量降低了37.8%,两帮移进量降低了56.6%,3308运输巷道围岩得到了较好的保护。 展开更多
关键词 水力压裂 钻孔方位角 地应力场 卸压方案
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穿层钻孔水力冲孔增透与有效抽采半径综合测试方法研究
10
作者 栗海滔 黄震 董肖振 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2024年第2期59-66,73,共9页
为确定长平煤业3#煤层穿层钻孔水力冲孔(以下简称“穿层冲孔”)有效抽采半径,采用压降法、示踪气体法及数值模拟法相结合的综合研究方法,基于相同的钻孔布置方式及测试环境,全面分析穿层钻孔有效抽采半径的科学性和合理性,并开展工程试... 为确定长平煤业3#煤层穿层钻孔水力冲孔(以下简称“穿层冲孔”)有效抽采半径,采用压降法、示踪气体法及数值模拟法相结合的综合研究方法,基于相同的钻孔布置方式及测试环境,全面分析穿层钻孔有效抽采半径的科学性和合理性,并开展工程试验对不同间距穿层钻孔的抽采效果进行对比考察。结果表明:采用穿层冲孔措施,抽采时间180 d时其有效抽采半径达到3.5 m;钻孔间距7.0 m的抽采瓦斯总量分别是钻孔间距5.0、6.0、8.0 m的1.10、1.07、1.28倍,取得了较好的工程实践效果。该综合研究方法准确、可靠。 展开更多
关键词 穿层钻孔 水力冲孔 有效抽采半径 卸压增透 抽采效果
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断层防水煤柱侧工作面“采帮钻孔+断顶卸压”防冲研究
11
作者 肖华建 谢鹏 《煤炭技术》 CAS 2024年第10期71-74,共4页
大直径钻孔卸压是冲击地压煤层常用的卸压手段,但在断层附近施工大直径钻孔可能会出现断层导水或无法施工至设计孔深等问题,而断顶爆破卸压可以作为一种补充卸压措施。以某矿采煤工作面为工程背景,分析了煤柱应力特征,模拟研究了不同方... 大直径钻孔卸压是冲击地压煤层常用的卸压手段,但在断层附近施工大直径钻孔可能会出现断层导水或无法施工至设计孔深等问题,而断顶爆破卸压可以作为一种补充卸压措施。以某矿采煤工作面为工程背景,分析了煤柱应力特征,模拟研究了不同方案卸压效果,针对具体工况设计了卸压方案,并进行了现场应用。研究结果表明,受回采影响,靠近工作面采空区一侧的煤柱应力集中程度较高;对比分析了“采帮钻孔+断顶卸压”与“两帮钻孔卸压”效果,发现采用“采帮钻孔+断顶卸压”方案后煤柱应力降低较明显;将该方案进行了现场应用,工作面回采期间煤柱侧未发生应力预警,保证了工作面的安全回采。 展开更多
关键词 断层 煤柱 断顶卸压 大直径钻孔卸压
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采掘工作面定向长钻孔卸压效果数值模拟研究
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作者 卢甲斌 《煤炭与化工》 CAS 2024年第8期6-10,共5页
钻孔卸压技术是一种通过改变围岩应力状态和控制巷道变形的安全高效卸压手段。本文以亭南煤矿402采掘工作面为例,在原有卸压钻孔的布设方案基础上,提出采用定向长钻孔的卸压防冲布置方案。通过FLAC3D软件建立数值模型,从垂直应力及塑性... 钻孔卸压技术是一种通过改变围岩应力状态和控制巷道变形的安全高效卸压手段。本文以亭南煤矿402采掘工作面为例,在原有卸压钻孔的布设方案基础上,提出采用定向长钻孔的卸压防冲布置方案。通过FLAC3D软件建立数值模型,从垂直应力及塑性区角度对比3种方案的卸压效果。分析认为,普通定向长钻孔卸压与原有卸压方案的卸压效果大致相同,而在高应力集中区范围内加密补打定向长钻孔可以得到更好的卸压效果,为采掘工作面的防冲卸压提供了有效措施。 展开更多
关键词 定向长钻孔 钻孔卸压 数值模拟 回采面
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突出煤层顺层瓦斯抽采钻孔应力场与渗流场耦合效应研究
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作者 王飞 郭彬彬 《陕西煤炭》 2024年第7期57-62,共6页
探究抽采过程中钻孔瓦斯渗流演化特征对钻孔布置和瓦斯高效抽采具有重要意义。基于双重孔隙介质假设,考虑围岩应力重分布现象对煤层瓦斯渗流特性的影响,建立巷道与钻孔交叉三维结构的煤层瓦斯渗流模型,并对模型进行数值计算,得出煤层中... 探究抽采过程中钻孔瓦斯渗流演化特征对钻孔布置和瓦斯高效抽采具有重要意义。基于双重孔隙介质假设,考虑围岩应力重分布现象对煤层瓦斯渗流特性的影响,建立巷道与钻孔交叉三维结构的煤层瓦斯渗流模型,并对模型进行数值计算,得出煤层中抽采钻孔中瓦斯压力与瓦斯渗流速度的时效特性。结果表明,抽采初期钻孔内外煤层的负压差值比较大,抽采负压为影响瓦斯流动的主要因素。继续抽采孔隙基质发生收缩效应,瓦斯流速幅度Δv_f逐渐减小并趋于零,并且处于缓慢层流状态。距钻孔不同距离渗透率呈现出较大变化、不稳定性、逐渐减低3种特性,通过判定,3种特性的影响范围为0~1.02 m、1.02~2.75 m,大于2.75 m。 展开更多
关键词 巷道与钻孔交叉 钻孔卸压 耦合计算 瓦斯渗流
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桑树坪二号井3号煤层底板穿层钻孔水力扩孔技术应用
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作者 高建中 陈志勇 屈延嗣 《陕西煤炭》 2024年第10期139-142,167,共5页
桑树坪二号井深部四采区3号煤层瓦斯含量高、瓦斯压力大、地应力高、透气性差、煤体松软、突出危险性严重、常规穿层钻孔抽采煤层瓦斯难度大,效率低等技术痛点亟待解决。通过高压水射流钻扩一体化卸压增透工艺技术对比试验得出,扩出煤... 桑树坪二号井深部四采区3号煤层瓦斯含量高、瓦斯压力大、地应力高、透气性差、煤体松软、突出危险性严重、常规穿层钻孔抽采煤层瓦斯难度大,效率低等技术痛点亟待解决。通过高压水射流钻扩一体化卸压增透工艺技术对比试验得出,扩出煤屑率分别为0.75%、2.35%时,钻孔直径扩大了3倍、8倍,百米钻孔瓦斯流量提高了1.3倍、3倍,瓦斯浓度提高了1.5倍、1.8倍,抽采效率提高了28%以上。排出大量煤屑后,煤层暴露面积和煤层卸压范围增加,可抽采性显著改善,瓦斯抽采效果明显提高,是实现矿井瓦斯高效抽采,纾缓采掘抽紧张关系的重要技术路径。 展开更多
关键词 瓦斯抽采 水力扩孔 穿层钻孔 高压水射流 卸压增透
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密集钻孔切顶自成巷关键切顶参数研究
15
作者 余洋 陈帅名 《陕西煤炭》 2024年第11期19-25,共7页
陕西瑞能煤矿采用免爆破的密集钻孔切顶卸压沿空留巷工艺,以瑞能煤矿203工作面为研究背景,对密集钻孔切顶高度、定向切缝钻孔角度、钻孔孔径以及钻孔间距等密集钻孔切顶卸压沿空留巷工艺的关键参数开展数值模拟研究并进行现场监测。研... 陕西瑞能煤矿采用免爆破的密集钻孔切顶卸压沿空留巷工艺,以瑞能煤矿203工作面为研究背景,对密集钻孔切顶高度、定向切缝钻孔角度、钻孔孔径以及钻孔间距等密集钻孔切顶卸压沿空留巷工艺的关键参数开展数值模拟研究并进行现场监测。研究结果表明,孔径增加对于密集钻孔之间塑性区贯通影响较小;切顶角度的增加可以在一定程度上减弱采空区顶板的水平约束,确保采空区顶板的顺利垮落;适当增加切顶高度可在确保切顶成功的同时减小巷旁支护阻力;较小的孔间距有利于钻孔间塑性区贯通。综上确定密集钻孔切顶关键参数为切孔倾斜角度15°、切顶高度8 m、孔径48 mm、孔间距200 mm。工作面回采过后,后巷顶底板中部最大移进量为250 mm,切顶侧顶底板最大移进量为170 mm,留巷段矿压显现缓和。切顶卸压以及成巷效果满足矿井使用需求。从而验证了密集钻孔切顶卸压沿空留巷关键参数的确定方法,为该工艺在同类型矿井进行使用提供了工程参考经验。 展开更多
关键词 密集钻孔 切顶卸压 沿空留巷 工艺参数
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长壁开采覆岩内水平定向长钻孔位置特征与卸压瓦斯抽采机理 被引量:14
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作者 郭明杰 郭文兵 +3 位作者 赵高博 袁瑞甫 王雨生 白二虎 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期3750-3765,共16页
长壁采空区卸压瓦斯抽采是煤矿绿色开采技术体系中煤与瓦斯共采的重要组成部分,在覆岩内布置水平定向长钻孔抽采卸压瓦斯近年来应用较多;与高抽巷、普通高位钻孔不同,其在采动覆岩内布置抽采时,对覆岩破坏及瓦斯运移的响应与敏感性具有... 长壁采空区卸压瓦斯抽采是煤矿绿色开采技术体系中煤与瓦斯共采的重要组成部分,在覆岩内布置水平定向长钻孔抽采卸压瓦斯近年来应用较多;与高抽巷、普通高位钻孔不同,其在采动覆岩内布置抽采时,对覆岩破坏及瓦斯运移的响应与敏感性具有显著的特殊性。通过理论分析、数值模拟与工程实例验证等方法研究了采动覆岩内水平定向长钻孔的位置特征与卸压瓦斯抽采机理。阐述了水平定向长钻孔抽采卸压瓦斯的技术原理,结合室内试验、数值模拟分析了水平定向长钻孔的3个位置特征:①钻孔布置位置区域瓦斯积聚程度高,为钻孔抽采瓦斯提供浓度条件;②钻孔布置位置区域裂隙较为发育,为钻孔抽采提供瓦斯源保障;③钻孔布置位置区域岩层受采动影响较小,为钻孔提供稳定性条件。在此基础上,从采动裂隙内瓦斯积聚程度、采动岩层渗透率和采动钻孔稳定性3个方面揭示了水平定向长钻孔布置抽采机理,提出了水平定向长钻孔的位置判据,给出了确定钻孔抽采位置的方法流程,并通过数值模拟、工程实例进行了合理性验证。研究结果表明:依据钻孔位置判据进行钻孔布置抽采的最大瓦斯抽采纯量达2.59 m^(3)/min,为其他对比钻孔的2.56倍;在定向长钻孔抽采作用下,回风巷最大瓦斯体积分数为0.11%~0.72%,风排瓦斯量为0.69~2.79 m^(3)/min,验证了按照钻孔位置确定方法进行钻孔布置抽采的合理性。研究成果可对矿井布置水平定向长钻孔抽采采空区卸压瓦斯提供技术依据,进而提高矿井卸压瓦斯抽采率、促进煤矿绿色开采技术发展。 展开更多
关键词 长壁开采 水平定向长钻孔 位置特征 卸压瓦斯 抽采机理
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水力冲孔孔洞形态特征及瓦斯抽采参数优化 被引量:6
17
作者 刘晓 荆天祥 +3 位作者 宣德全 胡世雄 李勇 徐森 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2023年第4期22-28,共7页
目前,钻孔设计及评价时,多将水力冲孔孔洞形态等效为圆柱体,并以此作为确定有效抽采半径的重要依据之一。而孔洞形态受多因素的共同作用,故将其等效为圆柱体的科学性有待商榷。采用煤岩散体重力、摩擦力、水作用力、地应力等因素,引入... 目前,钻孔设计及评价时,多将水力冲孔孔洞形态等效为圆柱体,并以此作为确定有效抽采半径的重要依据之一。而孔洞形态受多因素的共同作用,故将其等效为圆柱体的科学性有待商榷。采用煤岩散体重力、摩擦力、水作用力、地应力等因素,引入并联立Bergmark-Roos方程与PKN模型,建立了描述孔洞形态的BR-PKN方程,并采用MATLAB再现了孔洞形态;为验证其准确性,在现场利用YZD18.5测井仪进行数据采集及分析,展绘了孔洞断面;利用COMSOL对等效类椭球体孔洞与圆柱体孔洞进行了模拟。结果表明:MATLAB展绘的孔洞形态为三轴均不相同的类椭球体;绘制的孔洞形态与MATLAB中的基本一致;类椭球体孔洞与圆柱体孔洞相比抽采半径、解吸表面积、有效抽采体积依次为93%、80%、117%,为钻孔布置提供了依据。 展开更多
关键词 水力冲孔 孔洞形态 孔洞参数 卸压范围 钻孔布置
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深部仰采孤岛工作面初采期间冲击地压防治 被引量:4
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作者 秦忠诚 赵席侗 +2 位作者 詹召伟 王彦敏 高超 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2023年第4期111-118,共8页
以霄云煤矿1310工作面为工程背景,通过计算判断悬顶初次破断失稳位置,分析坚硬顶板破断时释放的大量弯曲应变能,并利用FLAC3D数值模拟分析深部仰采孤岛工作面初采阶段的采动应力变化;基于悬顶破断释放的能量和初采期间应力集中系数超过... 以霄云煤矿1310工作面为工程背景,通过计算判断悬顶初次破断失稳位置,分析坚硬顶板破断时释放的大量弯曲应变能,并利用FLAC3D数值模拟分析深部仰采孤岛工作面初采阶段的采动应力变化;基于悬顶破断释放的能量和初采期间应力集中系数超过发生冲击地压的临界值,判断深部孤岛工作面初采期间发生冲击地压的可能性较大;通过采取大直径钻孔卸压结合顶板深孔预裂爆破等综合卸压措施对初采阶段冲击危险性进行防治。结果表明:卸压钻孔形成的弱化带破坏了煤体承载结构,使靠近巷道的浅部煤体应力明显下降,且应力峰值向煤体深部转移;爆破对顶板进行损伤破坏,提前释放或转移了坚硬顶板积聚的弹性能,从而降低孤岛工作面初采阶段发生冲击地压的可能性。 展开更多
关键词 孤岛工作面 仰斜开采 初采期冲击地压 能量分析 钻孔卸压 深孔预裂爆破
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深部巷道钻孔卸压对巷道稳定性的影响及钻孔参数确定 被引量:1
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作者 汪学清 吴帅军 +1 位作者 唐红平 陈博 《矿冶工程》 CAS 北大核心 2023年第3期1-5,10,共6页
研究了大直径卸压钻孔布孔方式及钻孔参数对深部巷道稳定性的影响。结果表明,与单排钻孔方式相比,双排钻孔能较好地转移应力和控制巷道变形;与未布置卸压钻孔相比,单排钻孔和双排钻孔巷道帮部变形量分别减小了6.05%和15.44%,原最大应力... 研究了大直径卸压钻孔布孔方式及钻孔参数对深部巷道稳定性的影响。结果表明,与单排钻孔方式相比,双排钻孔能较好地转移应力和控制巷道变形;与未布置卸压钻孔相比,单排钻孔和双排钻孔巷道帮部变形量分别减小了6.05%和15.44%,原最大应力处的应力值由39.61 MPa分别降至33.50 MPa和32.70 MPa。钻孔应尽量布置在巷道帮部的中间位置;钻孔深度应穿过塑性区,达到应力最大值位置;钻孔间距选取钻孔水平方向塑性区的距离;钻孔排距不应大于钻孔上下产生的应力降低区范围。 展开更多
关键词 深部巷道 巷道围岩 钻孔卸压 围岩控制 应力转移 数值模拟 巷道变形 巷道卸压
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近距离煤层群定向长钻孔拦截卸压瓦斯抽采技术研究与实践 被引量:4
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作者 钱高峰 《煤炭科技》 2023年第3期98-103,共6页
突出煤层的灾害治理和瓦斯抽采一直是困绕煤矿安全及高效生产的技术性难题。目前,突出煤层瓦斯治理多以开采保护层和钻孔预抽为主,但存在成本高、效果差的问题。平顶山矿区属于典型的多煤层近距离开采煤田,所采用区域治理措施多为开采... 突出煤层的灾害治理和瓦斯抽采一直是困绕煤矿安全及高效生产的技术性难题。目前,突出煤层瓦斯治理多以开采保护层和钻孔预抽为主,但存在成本高、效果差的问题。平顶山矿区属于典型的多煤层近距离开采煤田,所采用区域治理措施多为开采保护层,存在开采层与被保护层受采动影响地应力相互传导激烈、回采期间瓦斯涌出量大的难题。针对这一问题,平煤四矿利用定向钻进技术能够实现钻孔轨迹精确可控、目标位置探测精准、抽采服务时间长等优点,在保护层工作面试验研究了煤层顶(底)板钻孔顺向梳状布置以钻代巷和岩层间拦截卸压瓦斯抽采技术,并通过钻孔全程下筛管、孔内进气循环排水等管理措施,使顶(底)板定向钻孔单孔瓦斯抽采纯量长期保持在1.5 m^(3)/min和5.0 m^(3)/min,达到了高效抽采的目的,为多煤层突出矿井保护层开采条件下的全钻孔瓦斯治理探索了新途径。 展开更多
关键词 定向长钻孔 卸压瓦斯 全程筛管 有效拦截 瓦斯抽采
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