锥—柱组合型喷嘴增透技术研究及应用

发布时间：2021-02-25 13:09

　　为了研究锥—柱组合型喷嘴对水压的影响,进而影响煤层的增透效果,本文以云冈矿为研究背景,采用岩石力学理论分析、数值模拟计算、现场实施效果检验的方法对该种形式的喷嘴进行研究。研究结果表明,喷嘴处的水射流的能量最高,随着距离出口间距的增加,能量逐渐衰减,能量衰减规律在轴线两侧呈对称分布,当收缩角为30°时,聚能效果显著,能量衰减最小。现场实施效果检验表明,经过割缝的钻场瓦斯抽采纯量大于未割缝的钻场,通过6 m和8 m抽采半径检验得出,8 m的抽采半径瓦斯抽采纯量仅比6 m抽采半径多0.06 m3/min,考虑经济性与适用性,所以采用6 m的抽采半径。 

【文章来源】：煤炭与化工. 2020,43(02)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

高压水射流冲击压力阶段划分[8]

应力波破碎理论认为破坏煤岩体的原因是高压水射流冲击煤体时产生的动力载荷产生的动能，产生的应力波使岩石内部微观结构发生变化，导致裂隙产生发育，进而破坏岩体。水射流冲击煤体破坏如图2所示。高压水与煤体接触瞬间，处于射流中心区域遇到煤体发生碰撞反弹，四周水流难以控制进而扩散到作业面外，而中心区域处于高强度受压状态，持续将高压水射流以冲击波的速度将水流扩散到边界。Kinohsiat.T团队等人基于水流冲击岩石破坏实验研究得出，水射流由大量的水滴以及空气组成，由喷嘴射出的水流具有一定的动能，在冲击岩体过程中，受水流影响，水滴中的空气被挤压排出，从此反复压缩紧密，进而形成一系列冲击波[10]。冲击煤体产生的高压水射流随着水流的稳定性应力波效应逐渐减弱直至消失，由于煤体具有一定的弹塑性，因此在一定程度上应力波效应会逐渐减小，因此局部煤体得到破坏。高压水射流冲击煤岩体模型如图3所示。

Kinohsiat.T团队等人基于水流冲击岩石破坏实验研究得出，水射流由大量的水滴以及空气组成，由喷嘴射出的水流具有一定的动能，在冲击岩体过程中，受水流影响，水滴中的空气被挤压排出，从此反复压缩紧密，进而形成一系列冲击波[10]。冲击煤体产生的高压水射流随着水流的稳定性应力波效应逐渐减弱直至消失，由于煤体具有一定的弹塑性，因此在一定程度上应力波效应会逐渐减小，因此局部煤体得到破坏。高压水射流冲击煤岩体模型如图3所示。2 数值模拟

【参考文献】：
期刊论文
[1]硬岩巷道综掘工作面深孔松动爆破方案设计[J]. 孟秀峰,杨博.  煤矿安全. 2018(04)
[2]煤体水力化措施综合消突作用研究[J]. 陈向军,杜云飞,李立杨.  煤炭科学技术. 2017(06)
[3]不同含水状态下含瓦斯原煤加卸载试验研究[J]. 蒋长宝,段敏克,尹光志,吴贵平,俞欢.  煤炭学报. 2016(09)
[4]煤层注水压力及渗透率分布规律数值模拟[J]. 王开德,宁洪进,万纯新,邱晗,侯兴鹏,王庆超.  煤矿安全. 2016(05)
[5]穿层钻孔径向流场瓦斯流量推算煤层瓦斯压力方法研究[J]. 周睿,闫斌移.  岩石力学与工程学报. 2016(S1)
[6]煤层注水驱替瓦斯前缘的渗流规律研究[J]. 姜楠楠,金龙哲,陈绍杰.  煤矿安全. 2015(04)
[7]含瓦斯煤剪切破裂过程细观演化[J]. 许江,冯丹,程立朝,张先萌,谭皓月,刘婧.  煤炭学报. 2014(11)
[8]底板巷水力冲孔卸压增透技术的研究与应用[J]. 徐东方,黄渊跃,罗治顺,杨献东.  煤炭科学技术. 2013(02)

硕士论文
[1]马堡矿大直径顶板走向长钻孔抽采技术研究[D]. 毕建乙.辽宁工程技术大学 2015
[2]马堡矿水力压裂增透技术及其应用研究[D]. 刘军.辽宁工程技术大学 2015



本文编号：3051018