固-气耦合作用下瓦斯抽采钻孔破裂规律研究

发布时间：2017-10-10 19:13

  本文关键词：固-气耦合作用下瓦斯抽采钻孔破裂规律研究

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【摘要】：为了减少煤矿瓦斯灾害的发生和提高瓦斯抽采效率,基于岩石力学、流体力学理论,综合考虑复杂应力和瓦斯渗流对钻孔瓦斯抽采的影响,建立了瓦斯抽采钻孔固-气耦合失稳理论模型。通过所建的理论模型,以新兴煤矿相关物理性参数为基础,运用COMSOL Multiphysics软件进行数值模拟,分析了瓦斯抽采钻孔破裂规律。研究结果表明:随着钻孔倾斜角度的变化,在钻孔周围出现不同程度的"羊角"型塑性区;钻孔周围的塑性区随着侧压系数的增大而减少,从x形逐渐变成环形,钻孔受力环境趋于稳定。
【作者单位】： 黑龙江科技大学黑龙江省煤矿深部开采地压控制与瓦斯治理重点实验室;七台河宝泰隆煤化工股份有限公司;
【关键词】： 固-气耦合 瓦斯抽采 钻孔破裂 数值模拟
【基金】：中国博士后科学基金面上项目(2014M561384) 黑龙江省煤矿深部开采地压控制与瓦斯治理重点实验室开放课题(F2313-01) 黑龙江科技大学硕士研究生创新科研项目(YJSCX2015-109HKD)
【分类号】：TD712.61
【正文快照】： 随着开采深度的增加,矿井瓦斯含量逐渐增大,煤矿瓦斯事故已经成为最频繁,最严重的煤矿恶性事故,严重影响煤炭企业的经济效益以及生产效率。目前世界上还没有行之有效的煤矿瓦斯处理方式,使用最多的就是进行钻孔瓦斯抽采,钻孔瓦斯抽采涉及到应力场与渗流场的耦合,是一个极其复

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 肖福坤;刘刚;樊慧强;孟祥廪;;瓦斯抽采钻孔煤体破裂过程声发射特性试验研究[J];煤矿开采;2013年02期

2 肖福坤;樊慧强;刘刚;孟祥廪;;三轴压缩下含瓦斯煤样破坏过程的声发射特性[J];黑龙江科技学院学报;2013年01期

3 贾善坡;陈卫忠;于洪丹;李香玲;;泥岩渗流-应力耦合蠕变损伤模型研究(Ⅰ):理论模型[J];岩土力学;2011年09期

4 蒋中明;冯树荣;陈胜宏;张新敏;;裂隙岩体高压压水试验水-岩耦合过程数值模拟[J];岩土力学;2011年08期

5 孙泽宏;姚向荣;涂敏;张春华;;深部软岩层钻孔变形失稳数值模拟及成孔方法研究[J];中州煤炭;2011年07期

6 姚向荣;程功林;石必明;;深部围岩遇弱结构瓦斯抽采钻孔失稳分析与成孔方法[J];煤炭学报;2010年12期

7 王亮;程远平;蒋静宇;郭品坤;王立国;杨云;;巨厚火成岩下采动裂隙场与瓦斯流动场耦合规律研究[J];煤炭学报;2010年08期

8 杨天鸿;陈仕阔;朱万成;刘洪磊;霍中刚;姜文忠;;煤层瓦斯卸压抽放动态过程的气-固耦合模型研究[J];岩土力学;2010年07期

9 尹光志;王登科;张东明;黄滚;;含瓦斯煤岩固气耦合动态模型与数值模拟研究[J];岩土工程学报;2008年10期

10 宋卫华;兰永伟;;卸压(排放)钻孔破坏半径的数值模拟分析[J];辽宁工程技术大学学报;2006年S2期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 周斌;郝晋伟;张春华;;松软煤层瓦斯钻孔失稳分析及动态密封技术[J];煤田地质与勘探;2016年04期

2 张永发;胡国忠;;煤层瓦斯抽采钻孔的封孔方法现状及前景探讨[J];中州煤炭;2016年08期

3 左伟芹;白亚鹏;刘明举;;采掘应力作用下顺层钻孔孔径时空演化规律[J];河南理工大学学报(自然科学版);2016年04期

4 Xingang Wang;Bin Hu;Huiming Tang;Xinli Hu;Jiading Wang;Lei Huang;;A Constitutive Model of Granite Shear Creep under Moisture[J];Journal of Earth Science;2016年04期

5 肖福坤;张峰瑞;刘刚;樊慧强;王一斐;;固-气耦合作用下瓦斯抽采钻孔破裂规律研究[J];煤矿开采;2016年04期

6 Wei Jianping;Li Bo;Wang Kai;Sun Donghui;;3D numerical simulation of boreholes for gas drainage based on the pore fracture dual media[J];International Journal of Mining Science and Technology;2016年04期

7 申志亮;蒋元男;;循环荷载下强冲击倾向煤样声发射特征参数分析[J];山西建筑;2016年19期

8 吴兵;李旭;商荣亚;巩华锐;韩典良;王泽华;;松软煤层千米钻机成孔技术研究[J];煤炭技术;2016年06期

9 周龙寿;郭U_良;张彦山;张志国;王显军;;多种高压压水测试方法在某抽水蓄能电站的应用研究[J];地壳构造与地壳应力文集;2016年00期

10 王新刚;胡斌;唐辉明;胡新丽;贾鹏飞;;渗透压-应力耦合作用下泥岩三轴流变实验及其流变本构[J];地球科学;2016年05期

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 秦虎;黄滚;王维忠;;不同含水率煤岩受压变形破坏全过程声发射特征试验研究[J];岩石力学与工程学报;2012年06期

2 赵洪宝;尹光志;;含瓦斯煤声发射特性试验及损伤方程研究[J];岩土力学;2011年03期

3 王海锋;程远平;吴冬梅;刘洪永;;近距离上保护层开采工作面瓦斯涌出及瓦斯抽采参数优化[J];煤炭学报;2010年04期

4 肖福坤;段立群;葛志会;;采煤工作面底板破裂规律及瓦斯抽放应用[J];煤炭学报;2010年03期

5 蒋中明;冯树荣;傅胜;陈胜宏;;某水工隧洞裂隙岩体高水头作用下的渗透性试验研究[J];岩土力学;2010年03期

6 唐书恒;颜志丰;朱宝存;张松航;张佳赞;;饱和含水煤岩单轴压缩条件下的声发射特征[J];煤炭学报;2010年01期

7 贾善坡;陈卫忠;于洪丹;李香玲;;泥岩弹塑性损伤本构模型及其参数辨识[J];岩土力学;2009年12期

8 苏承东;高保彬;南华;李小军;;不同应力路径下煤样变形破坏过程声发射特征的试验研究[J];岩石力学与工程学报;2009年04期

9 贾善坡;陈卫忠;于洪丹;李香玲;;泥岩隧道施工过程中渗流场与应力场全耦合损伤模型研究[J];岩土力学;2009年01期

10 王振;梁运培;金洪伟;;防突钻孔失稳的力学条件分析[J];采矿与安全工程学报;2008年04期

【相似文献】

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1 ;贵州煤矿瓦斯抽采利用与节能减排研讨会在贵阳召开[J];中国煤层气;2008年03期

2 张德江;;大力推进煤矿瓦斯抽采利用[J];求是;2009年24期

3 张德江;;大力推进煤矿瓦斯抽采利用[J];中国煤炭地质;2009年12期

4 张德江;;大力推进煤矿瓦斯抽采利用[J];中国个体防护装备;2009年06期

5 张德江;;大力推进煤矿瓦斯抽采利用[J];建井技术;2009年06期

6 张德江;;大力推进煤矿瓦斯抽采利用[J];中国应急管理;2009年12期

7 张德江;;大力推进煤矿瓦斯抽采利用[J];现代职业安全;2010年01期

8 张德江;;大力推进煤矿瓦斯抽采利用[J];工矿自动化;2010年02期

9 张德江;;大力推进煤矿瓦斯抽采利用[J];劳动保护;2010年02期

10 张德江;;大力推进煤矿瓦斯抽采利用[J];露天采矿技术;2010年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 田振林;;彬长矿区瓦斯抽采站与瓦斯(乏风)发电厂[A];煤矿瓦斯地质与抽采利用研究——陕西省煤炭学会学术年会论文集（2012）[C];2012年

2 许福利;;矿井瓦斯抽采是矿井安全高效的重要保障[A];基于瓦斯地质的煤矿瓦斯防治技术[C];2009年

3 熊云威;;龙会场煤矿瓦斯抽采方法与参数的合理确定[A];中国煤炭学会煤矿安全专业委员会2009年学术研讨会论文集[C];2009年

4 刘广顺;;煤矿瓦斯抽采系统自动放水装置研制[A];煤矿机电一体化新技术学术会议论文集[C];2010年

5 崔洪庆;朱加锋;;发挥瓦斯抽采钻孔地质勘查作用的意义和原则[A];瓦斯地质基础与应用研究[C];2011年

6 张邦安;;中梁山煤田立体瓦斯抽采利用体系的探索[A];第三届全国煤矿机械安全装备技术发展高层论坛暨新产品技术交流会论文集[C];2012年

7 杨继东;;突出煤层瓦斯抽采钻孔除尘技术研究与实践[A];纪念中国煤炭学会成立五十周年省（区、市）煤炭学会学术专刊[C];2012年

8 宋志敏;任建刚;李冰;;基于强化工艺的瓦斯抽采地质研究[A];瓦斯地质研究进展2013[C];2013年

9 朱国忠;贾立钢;;长距离定向水平钻孔瓦斯抽采技术的应用[A];瓦斯地质研究进展2013[C];2013年

10 涂冬平;;利用水力冲孔提高瓦斯抽采效果的技术研究[A];第七届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2012年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 万水平　吴勤;建新煤矿瓦斯抽采孔有了“身份证”[N];中国矿业报;2011年

2 本报记者 王雨璐;山西构建五大瓦斯抽采利用园区[N];山西青年报;2014年

3 本报记者 闫志强;煤矿瓦斯抽采成科研投资热点[N];中国能源报;2014年

4 刘铮 陈忠华;国家出台政策推动瓦斯抽采利用[N];中国改革报;2006年

5 记者 杨学锋;江西强化煤矿瓦斯抽采利用[N];中国煤炭报;2007年

6 邝邺;重庆：煤矿瓦斯抽采利用给出指导意见[N];地质勘查导报;2007年

7 记者 董立龙邋通讯员 张英峰;全省煤矿瓦斯抽采利用现场会在张矿集团召开[N];河北日报;2007年

8 记者　刘铮、陈忠华;国家鼓励瓦斯抽采利用[N];人民日报;2006年

9 刘铮 陈忠华;瓦斯抽采项目：税收优惠政策出台[N];新华每日电讯;2006年

10 记者 李仑;山西出台政策鼓励瓦斯抽采利用[N];中国煤炭报;2007年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 刘军;预抽钻孔负压沿孔长变化特性及对瓦斯抽采效果影响研究[D];河南理工大学;2014年

2 郝世俊;煤矿井下大直径定向钻孔的成孔工艺及瓦斯抽采效果研究[D];煤炭科学研究总院;2007年

3 郝富昌;基于多物理场耦合的瓦斯抽采参数优化研究[D];中国矿业大学(北京);2012年

4 胡胜勇;瓦斯抽采钻孔周边煤岩渗流特性及粉体堵漏机理[D];中国矿业大学;2014年

5 刘彦伟;突出危险煤层群卸压瓦斯抽采技术优化及防突可靠性研究[D];中国矿业大学;2013年

6 祝钊;瓦斯抽采安全防护关键技术及多级防护系统研究[D];大连理工大学;2014年

7 吕有厂;煤矿瓦斯抽采钻孔风力排粉水射流负压引射除尘技术及应用[D];中国矿业大学;2012年

8 刘春;松软煤层瓦斯抽采钻孔塌孔失效特性及控制技术基础[D];中国矿业大学;2014年

9 于永江;煤体非均质随机裂隙模型及渗流—应力耦合分析[D];辽宁工程技术大学;2010年

10 周红星;突出煤层穿层钻孔诱导喷孔孔群增透机理及其在瓦斯抽采中的应用[D];中国矿业大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 陈科历;凤凰煤矿瓦斯抽采达标评价研究[D];四川师范大学;2015年

2 吴刚;近距离煤层群上保护层开采卸压机理及瓦斯抽采技术研究[D];中国矿业大学;2015年

3 李仕民;毕节市煤矿井下煤层防突设计研究[D];湖南科技大学;2015年

4 莫曼;威宁县炉山镇鑫峰煤矿瓦斯抽采方法研究[D];湖南科技大学;2015年

5 薛洪来;基于煤巷条带穿层瓦斯抽采钻孔的小断层预测[D];河南理工大学;2014年

6 晋志超;鹤壁三矿煤层瓦斯预抽参数数值模拟研究[D];河南理工大学;2014年

7 延福;鹤壁十矿顺层钻孔瓦斯抽采合理参数确定[D];河南理工大学;2014年

8 孙贝;基于WSN的煤层瓦斯抽采评估系统的研究[D];河南理工大学;2014年

9 石俊鹤;瓦斯抽采源头监测系统软件的研究与设计[D];河南理工大学;2014年

10 杨社;大采高综放工作面瓦斯治理技术研究[D];河北工程大学;2015年

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本文编号：1008105