低透气性煤层复合射孔技术提高瓦斯抽采率及研究

发布时间：2017-10-02 06:12

  本文关键词：低透气性煤层复合射孔技术提高瓦斯抽采率及研究

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【摘要】：随着煤矿开采规模的扩大和开采不断往深处延伸,不仅瓦斯含量增大而且煤层透气性降低。因此,如何增加煤层透气性以及提高瓦斯抽采率成为急需解决的问题。本文以潞安集团常村矿23采区2103工作面为工程实例,研究通过在石油天然气领域运用成熟的复合射孔技术移植到煤矿中来增加煤层的孔隙裂隙,从而提高煤层的透气性,最后达到提高瓦斯抽采量目的。为低透气性煤层提高瓦斯抽采率提供一种新技术、新思路。结合复合射孔增透的作用机理,系统地介绍了复合射孔技术相关的基本理论以及射孔器的具体构造,分析了复合射孔技术在煤矿运用的可行性与安全性。论述了复合射孔技术的造缝机理以及射孔器在煤层中被引爆之后,爆轰冲击波、爆生气体、煤层瓦斯压力以及控制孔在射孔造缝过程中的作用和机理。确定了射孔器的选型和安装方案,并且结合实际情况进行了参数优化设计,选取了89型号超深穿透射孔弹和89DP25R10-100的射孔枪作为试验器材。同时进行了现场试验,建立相应的打钻工艺、封孔工艺和施工安全措施。经过与正常抽采孔对比,瓦斯抽采量最大提高3.51倍,抽采效果提高了近1.72倍,抽采半径较原来提高了1倍以上。经过效果分析证明了复合射孔技术应用于提高低透性煤层瓦斯抽采率的可用性和有效性。
【关键词】：复合射孔 瓦斯抽采 低透气性煤层 煤层增透
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD712.6
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 1 绪论13-29
• 1.1 研究的背景及意义13-14
• 1.2 国内外瓦斯抽采研究现状14-16
• 1.3 煤层强化增透技术研究现状16-18
• 1.4 射孔技术研究现状18-26
• 1.4.1 射孔器材及配套装置19-25
• 1.4.2 射孔器总体设计的原则25-26
• 1.5 论文研究的主要内容、方法和技术路线26-29
• 1.5.1 主要内容26
• 1.5.2 技术路线26-29
• 2 矿井瓦斯涌出研究29-37
• 2.1 矿井概况29-32
• 2.1.1 地理位置29-30
• 2.1.2 矿井地质构造30-31
• 2.1.3 矿井开拓情况31
• 2.1.4 矿井通风情况31-32
• 2.2 常村矿+470水平煤层瓦斯基本参数32-33
• 2.2.1 煤层瓦斯压力32
• 2.2.2 煤层瓦斯含量32
• 2.2.3 煤层透气性系数32-33
• 2.2.4 百米钻孔自然瓦斯涌出量及其衰减系数33
• 2.2.5 瓦斯涌出量预测33
• 2.3 常村矿+470水平抽采方法设计33-36
• 2.3.1 抽采瓦斯方法选择33-34
• 2.3.2 瓦斯抽采率的确定34-35
• 2.3.3 瓦斯抽采参数确定35-36
• 2.4 本章小结36-37
• 3 复合射孔技术造缝机理研究37-51
• 3.1 复合射孔增透技术37-41
• 3.1.1 复合射孔增透的作用机理37
• 3.1.2 复合射孔增透的安全性评价37-38
• 3.1.3 复合射孔器的分类及构造38-41
• 3.2 射孔弹炸药与火药爆生气体作用机理41-48
• 3.2.1 宏观裂纹扩展的断裂理论分析41-46
• 3.2.2 微裂纹扩展的损伤断裂过程分析46-48
• 3.3 煤层瓦斯压力作用48
• 3.4 控制孔的作用48-50
• 3.5 本章小结50-51
• 4 复合射孔增透工艺及现场试验51-63
• 4.1 试验工作面概况51-52
• 4.2 复合射孔器材选择及安全分析52-54
• 4.2.1 复合射孔器材选择52-53
• 4.2.2 试验现场安全理论分析53-54
• 4.3 复合射孔技术参数设计54-55
• 4.4 复合射孔现场施工工艺55-59
• 4.5 复合射孔试验现场应用59-61
• 4.5.1 复合射孔参数优化59-60
• 4.5.2 现场应用情况60-61
• 4.6 复合射孔过程中的安全技术措施61-62
• 4.7 本章小结62-63
• 5 复合射孔试验效果分析63-75
• 5.1 复合射孔后瓦斯抽采量考察63-67
• 5.2 复合射孔后抽采半径考察67-72
• 5.3 本章小结72-75
• 6 结论与展望75-77
• 6.1 结论75
• 6.2 展望75-77
• 参考文献77-81
• 致谢81-82
• 作者简介82

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本文编号：957962