提高瓦斯涌出初速度测定钻孔深度的实验研究及应用

发布时间：2017-09-19 21:00

  本文关键词：提高瓦斯涌出初速度测定钻孔深度的实验研究及应用

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【摘要】：本文针对钻孔瓦斯涌出初速度作为煤与瓦斯突出预测指标有时不能准确预测煤与瓦斯突出的情况,提出了深钻孔预测技术,主要通过改变现有瓦斯涌出初速度测定装备的方法来提高瓦斯涌出初速度测定钻孔的深度,大大提高了瓦斯涌出初速度预测煤与瓦斯突出的准确性。在收集、整理和分析现有资料的基础上,进行了相应的理论分析、实验室实验、测定装备的改进和现场试验,得出了以下研究成果:(1)构建了钻孔瓦斯涌出初速度测量室的气体压力平衡微分方程,并推导出了该压力的解析表达式;采用数学软件绘制出了测量室气体压力随时间的变化曲线。并在此基础上分析了深钻孔预测的可行性。(2)实验室制作了一套煤层钻孔模拟装置,该装置能够实时观测打完钻孔封孔器封孔时其前方煤屑的堆积状态和实时测量封孔器前进时所受阻力的大小。并针对不同角度的封孔器做了多组实验,根据实验结果,15°-20°的封孔器更有利于在模拟钻孔中前进。(3)根据实验结果和对钻孔深度受限原因的分析对新型钻孔瓦斯涌出初速度测定装备进行了改进,改进后的瓦斯涌出初速测定装备明显的缩短了封孔器的送入时间,又降低了封孔器送入过程中的阻力,有效提高了它的测定深度。(4)在开滦矿区马家沟矿和赵各庄矿开展了煤与瓦斯突出深孔预测现场试验,预测钻孔深度达12-16m,测定钻孔深度越深,钻孔瓦斯涌出初速度出现的时间越晚。(5)在深孔预测方面,钻孔瓦斯涌出初速度和钻孔瓦斯流量衰减系数比"縣2更可靠;与传统钻孔瓦斯涌出初速度测定装备相比,改进后的新型钻孔瓦斯涌出初速度测定装备更为可靠;但是,钻孔瓦斯涌出初速度需要与钻孔瓦斯流量衰减系数联合使用。
【关键词】：平衡微分方程 模拟装置 深孔预测
【学位授予单位】：华北科技学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD712.6
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-19
• 1 绪论19-27
• 1.1 背景及意义19-20
• 1.2 国内外研究现状20-24
• 1.3 主要研究内容24-25
• 1.4 研究方法及思路25-27
• 2 提高瓦斯涌出初速度测定钻孔深度的可行性分析27-39
• 2.1 钻孔瓦斯测量室内气体压力理论分析27-32
• 2.2 钻孔瓦斯流动规律分析32-36
• 2.3 提高瓦斯涌出初速度指标的突出预测钻孔深度分析36
• 2.4 本章小结36-39
• 3 提高瓦斯涌出初速度测定钻孔深度的实验研究39-53
• 3.1 实验方案设计39-41
• 3.2 结果对比与分析41-51
• 3.3 实验结果的应用51-52
• 3.4 本章小结52-53
• 4 提高瓦斯涌出初速度测定钻孔深度的装备改进53-67
• 4.1 测定钻孔轴线形状分析53-55
• 4.2 测定钻孔深度受限分析55-56
• 4.3 新型钻孔瓦斯涌出初速度测定装备研制56-60
• 4.4 新型钻孔瓦斯涌出初速度测定装备性能检测与分析60-64
• 4.5 新型钻孔瓦斯涌出初速度测定装备操作规程64-65
• 4.6 与同类仪器和指标的性能比较65-66
• 4.7 本章小结66-67
• 5 提高瓦斯涌出初速度测定钻孔深度的现场试验67-87
• 5.1 试验矿井突出危险性分析68-72
• 5.2 煤与瓦斯突出深孔预测现场试验72-79
• 5.3 现场试验与结果分析79-86
• 5.4 本章小结86-87
• 6 结论与展望87-89
• 6.1 主要结论87
• 6.2 展望87-89
• 参考文献89-93
• 作者简历93-95
• 学位论文数据集95

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本文编号：883875