王家岭矿上隅角瓦斯治理机制及定向钻孔关键设计参数研究
发布时间：2022-01-09 02:28
煤层顶板的覆岩采动裂隙是回采过程中卸压瓦斯渗流的通道,利用高位定向钻孔在煤层顶板采动裂隙带中建立一条瓦斯抽采的通道,抽取工作面和采空区内的游离瓦斯,达到降低工作面上隅角瓦斯浓度目的,使之成为解决煤矿上隅角瓦斯超的有效方法。近些年,高位定向钻孔被广泛应用于上隅角瓦斯治理逐渐成为一项成熟的技术手段,相较于传统的高抽巷与高位钻孔,在截抽采空区和邻近煤层的卸压瓦斯上,高位定向钻孔消除上隅角瓦斯超限具有明显的优势,但在现场的工程实践过程中,高位定向钻孔的一些关键参数设计上常根据之前的施工经验进行设计,在实际的应用效果上仍会出现一些偏差,导致抽采效果不佳,部分现场工程实践中无效钻孔工作量较多。因此,本文从影响高位定向钻孔抽采效果的主要因素入手,对高位定向钻孔的关键设计参数进行研究,并通过现场应用加以验证。本文的研究内容主要进行了以下四个方面:（1）导气裂隙带发育范围研究通过理论分析与数值模拟,对工作面顶板导气裂隙带的发育范围进行研究。理论分析方面,采用关键层理论和“O”型圈理论,分别从走向的顶板三带以及倾向的三区进行研究;数值模拟方面,采用二维离散元数值模拟软件Udec对顶板裂隙的发育高度进行研究...
【文章来源】：煤炭科学研究总院北京市
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
关键层破断裂隙贯通裂隙临界高度结构模型
图 2.3 数值模型及网格划分Fig.2.3 numerical model and grid generation）边界条件18 工作面距地表 500m，200m 以上的岩层没必要进行建模，因必要的的运算量，模型顶部边界设置为等效均布载荷。模型底用固定约束，底部边界限定 Y 方向的速度和位移，左右边界限位移。）岩层物理力学参数选取中岩石物理力学参数见表 2.2。表 2.2 岩石物理力学性能参数Table.2.2 Physical and mechanical properties of rocks石名称抗拉强度/MPa密度/g·cm-3内摩擦角/°剪切模量/GPa体积模量/GPa凝/M粒砂岩 0.99 2.64 33 22.5 25.89 11粒砂岩 0.65 2.632 30 8.13 26 10
序号 布置层位 沿走向测点数 距煤层顶板的距离/m1粉砂岩30 102中粒砂岩30 203砂质泥岩30 304细粒砂岩30 405粉砂岩30 506砂质泥岩30 607细粒砂岩30 708粉砂岩30 809泥岩30 90c 数值模拟结果分析建立后，进行围岩初始应力求解，模型达到初始应力平衡状态如
【参考文献】：
期刊论文
[1]王家岭煤矿高位定向长钻孔抽采顶板卸压瓦斯技术[J]. 于士芹,杨宏民,鲁小凯,孙峰,任发科. 河南理工大学学报(自然科学版). 2018(04)
[2]国际能源转型与中国能源革命[J]. 吴磊,詹红兵. 云南大学学报(社会科学版). 2018(03)
[3]2311m顺煤层超长定向钻孔高效钻进技术[J]. 李泉新,石智军,许超,陈殿赋. 煤炭科学技术. 2018(04)
[4]基于sigmoid函数的采空区渗透率模型及瓦斯流场模拟应用[J]. 王伟,程远平,刘洪永,方志明,李小春,赵嵘. 采矿与安全工程学报. 2017(06)
[5]高位定向长钻孔在上隅角瓦斯治理中的应用[J]. 杨伟锋,赵建国,王四一,赵江鹏. 能源与环保. 2017(08)
[6]大直径顶板定向钻孔在亭南煤矿上隅角瓦斯治理中的应用[J]. 魏宏超,杨慧琳,王洪涛,李浩. 煤炭工程. 2017(06)
[7]煤层顶板高位定向钻孔施工技术与发展趋势[J]. 赵建国. 煤炭科学技术. 2017(06)
[8]综放工作面高位定向长钻孔瓦斯抽采技术[J]. 段会军. 煤炭技术. 2017(04)
[9]国家发展改革委 国家能源局 关于印发煤炭工业发展“十三五”规划的通知[J]. 煤化工. 2017(01)
[10]采空区瓦斯抽采高位钻孔施工技术及发展趋势[J]. 孙荣军,李泉新,方俊,许超. 煤炭科学技术. 2017(01)
博士论文
[1]王家岭煤矿首采工作面的矿压显现特征及关键技术研究[D]. 王国洪.中国矿业大学(北京) 2016
硕士论文
[1]顶板长钻孔瓦斯抽采效果主控因素及影响规律研究[D]. 胡良平.煤炭科学研究总院 2017
[2]王家岭煤矿厚煤层综放开采覆岩活动规律研究[D]. 张杨.中国矿业大学 2014
[3]煤矿井下近水平定向孔螺杆钻具钻进受控机理研究[D]. 赵永哲.煤炭科学研究总院 2008
本文编号：3577764
【文章来源】：煤炭科学研究总院北京市
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
关键层破断裂隙贯通裂隙临界高度结构模型
图 2.3 数值模型及网格划分Fig.2.3 numerical model and grid generation）边界条件18 工作面距地表 500m，200m 以上的岩层没必要进行建模，因必要的的运算量，模型顶部边界设置为等效均布载荷。模型底用固定约束，底部边界限定 Y 方向的速度和位移，左右边界限位移。）岩层物理力学参数选取中岩石物理力学参数见表 2.2。表 2.2 岩石物理力学性能参数Table.2.2 Physical and mechanical properties of rocks石名称抗拉强度/MPa密度/g·cm-3内摩擦角/°剪切模量/GPa体积模量/GPa凝/M粒砂岩 0.99 2.64 33 22.5 25.89 11粒砂岩 0.65 2.632 30 8.13 26 10
序号 布置层位 沿走向测点数 距煤层顶板的距离/m1粉砂岩30 102中粒砂岩30 203砂质泥岩30 304细粒砂岩30 405粉砂岩30 506砂质泥岩30 607细粒砂岩30 708粉砂岩30 809泥岩30 90c 数值模拟结果分析建立后，进行围岩初始应力求解，模型达到初始应力平衡状态如
【参考文献】：
期刊论文
[1]王家岭煤矿高位定向长钻孔抽采顶板卸压瓦斯技术[J]. 于士芹,杨宏民,鲁小凯,孙峰,任发科. 河南理工大学学报(自然科学版). 2018(04)
[2]国际能源转型与中国能源革命[J]. 吴磊,詹红兵. 云南大学学报(社会科学版). 2018(03)
[3]2311m顺煤层超长定向钻孔高效钻进技术[J]. 李泉新,石智军,许超,陈殿赋. 煤炭科学技术. 2018(04)
[4]基于sigmoid函数的采空区渗透率模型及瓦斯流场模拟应用[J]. 王伟,程远平,刘洪永,方志明,李小春,赵嵘. 采矿与安全工程学报. 2017(06)
[5]高位定向长钻孔在上隅角瓦斯治理中的应用[J]. 杨伟锋,赵建国,王四一,赵江鹏. 能源与环保. 2017(08)
[6]大直径顶板定向钻孔在亭南煤矿上隅角瓦斯治理中的应用[J]. 魏宏超,杨慧琳,王洪涛,李浩. 煤炭工程. 2017(06)
[7]煤层顶板高位定向钻孔施工技术与发展趋势[J]. 赵建国. 煤炭科学技术. 2017(06)
[8]综放工作面高位定向长钻孔瓦斯抽采技术[J]. 段会军. 煤炭技术. 2017(04)
[9]国家发展改革委 国家能源局 关于印发煤炭工业发展“十三五”规划的通知[J]. 煤化工. 2017(01)
[10]采空区瓦斯抽采高位钻孔施工技术及发展趋势[J]. 孙荣军,李泉新,方俊,许超. 煤炭科学技术. 2017(01)
博士论文
[1]王家岭煤矿首采工作面的矿压显现特征及关键技术研究[D]. 王国洪.中国矿业大学(北京) 2016
硕士论文
[1]顶板长钻孔瓦斯抽采效果主控因素及影响规律研究[D]. 胡良平.煤炭科学研究总院 2017
[2]王家岭煤矿厚煤层综放开采覆岩活动规律研究[D]. 张杨.中国矿业大学 2014
[3]煤矿井下近水平定向孔螺杆钻具钻进受控机理研究[D]. 赵永哲.煤炭科学研究总院 2008
本文编号：3577764
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/anquangongcheng/3577764.html
