考虑串孔影响的穿层水力扩孔合理冲煤量研究

论文摘要

在煤层增透方面,穿层水力扩孔冲出煤量主要依据经验以及遵循"能冲尽冲"的原则,致使串孔现象严重,针对这一问题,采用理论分析、数值模拟结合工程试验的方法,阐明了串孔致因机理和串孔前后扩孔孔硐内负压损失分布特征,构建了考虑吸附膨胀应力和Klinkenberg效应的扩孔孔硐附近煤体瓦斯流动流-固耦合数学模型,利用Comsol软件,模拟了不同冲煤量下扩孔孔硐附近煤体所受应力分布和煤体渗透率的变化情况。研究结果表明:随着煤体不断被冲出,孔硐有效抽采半径相对变化率呈现衰减趋势;扩孔孔硐附近最大主应力呈现先急剧减小再增大,然后降低直至原始应力大小的趋势;渗透率的变化趋势与最大主应力恰好相反;扩孔孔硐周围煤体渗透率的增加主要受煤体的径向位移所控制,孔硐周围煤体大幅径向位移会产生串孔现象,渗透率虽得到大幅度提高,但瓦斯抽采效果和安全采掘很难保证,需要厘定出水力扩孔合理冲出煤量。

论文目录

• 0 引言
• 1 串孔致因机理及串孔前后扩孔孔硐内负压损失分布特征
•   1.1 串孔致因机理
•   1.2 串孔前后扩孔孔硐内负压损失分布特征
• 2 穿层水力扩孔合理冲出煤量确定
•   2.1 耦合数学模型的建立
•     2.1.1 渗透率动态变化方程
•     2.1.2 瓦斯运移控制方程
•     2.1.3 煤体变形控制方程
•   2.2 数值模拟参数确定
•   2.3 不同单位冲煤量孔硐有效抽采半径模拟分析
•   2.4 不同冲煤量下孔硐周围煤体所受应力和渗透率变化情况模拟分析
• 3 现场工程试验
•   3.1 串孔情况考察及统计分析
•   3.2 串孔现象致因机理分析
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 王俊铭,刘擎,宝坤,刘占新,杨路林,肖亚军

关键词: 水力扩孔,串孔影响,合理冲煤量,模拟

来源: 中国安全生产科学技术 2019年01期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 矿业工程,安全科学与灾害防治

单位: 陕西铁路工程职业技术学院,河南理工大学安全科学与工程学院

基金: 陕西铁路工程职业技术学院2018年第二批科研基金项目(KY2018-87)

分类号: TD712.6

页码: 93-99

总页数: 7

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