蠕变-渗流耦合作用下水力冲孔周围煤体渗透率时空演化规律

发布时间：2018-05-02 00:48

  本文选题：渗透率 + 时空演化规律　； 参考：《中国安全生产科学技术》2016年08期

【摘要】：为了研究水力冲孔周围煤体瓦斯运移规律,研究了水力冲孔周围煤体的应力、体积应变和孔径变化规律,建立了蠕变-渗流耦合作用下的水力冲孔周围煤体渗透率动态演化模型,揭示了水力冲孔周围煤体渗透率的时空演化规律,阐明了蠕变变形和基质收缩对渗透率的控制作用机理。研究结果表明:水力冲孔措施可以大幅度提高钻孔周围煤体的渗透率,在空间上煤体渗透率随距离呈负幂函数关系迅速降低(K=2×10~(-16) r~(-2.4));在时间上煤体渗透率随抽采时间的延长而逐渐增大,但是增加梯度会逐渐降低;水力冲孔周围煤体渗透率的增加主要受到煤的蠕变变形控制,基质收缩效应虽然有利于渗透率的增加,但对渗透率的贡献远小于煤体的蠕变变形;钻孔由于蠕变变形会产生缩孔现象,很容易堵塞抽采通道,此时即使渗透率大幅度的提高,也很难保证抽采效果,因此迫切需要制定相应的防堵孔措施。
[Abstract]:In order to study the gas migration law of coal body around hydraulic punching hole, the variation law of stress, volume strain and pore diameter of coal body around hydraulic punching hole is studied. The dynamic evolution model of coal permeability around hydraulic punching hole is established under the coupled action of creep and seepage, and the temporal and spatial evolution law of coal permeability around hydraulic punching hole is revealed. The controlling mechanism of creep deformation and matrix shrinkage on permeability is explained. The results show that hydraulic punching can greatly improve the permeability of coal around the borehole. In space, the permeability of coal body decreases rapidly in a negative power function relationship with distance (2 脳 10 ~ (-1) ~ (-16) r ~ (2) ~ (2) ~ (4) ~ (4), and increases gradually with the increase of extraction time, but the gradient decreases gradually. The increase of coal permeability around hydraulic punching is mainly controlled by the creep deformation of coal. Although the shrinkage effect of matrix is beneficial to the increase of permeability, the contribution to permeability is much less than that of creep deformation of coal. Due to creep deformation the borehole will produce shrinkage and it is easy to block the extraction channel. Even if the permeability is greatly increased it is difficult to ensure the extraction effect. Therefore it is urgent to formulate the corresponding measures to prevent the plugging hole.
【作者单位】： 河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室——省部共建国家重点实验室培育基地;煤炭安全生产河南省协同创新中心;河南理工大学安全技术培训学院;
【基金】：国家自然科学基金项目(51404099) 河南理工大学博士基金(B2014-005) 安全生产重大事故防治关键技术科技项目(henan-0032-2015AQ,henan-0037-2015AQ)
【分类号】：TD712.6

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 王佰顺;周杨洲;;水力冲孔喷嘴结构参数的优化设计[J];煤矿安全;2011年04期

2 郭香印;;最佳水力冲孔位置的确定[J];中州煤炭;2011年08期

3 杜润魁;刘进京;;穿层水力冲孔技术的应用及分析[J];科技创业家;2013年20期

4 刘明举,孔留安,郝富昌,辛新平,魏国营,刘彦伟;水力冲孔技术在严重突出煤层中的应用[J];煤炭学报;2005年04期

5 邱忠禄;;水力冲孔在潘二矿的应用[J];煤;2008年06期

6 任培良;刘彦伟;魏建平;刘明举;;水力冲孔防突技术在潘一矿的应用[J];煤炭科学技术;2009年01期

7 刘明举;何志刚;魏建平;刘彦伟;;水力冲孔消突技术在谢桥矿的应用[J];煤炭工程;2009年08期

8 高振周;王建军;;水力冲孔喷嘴几何参数对喷嘴内部流场的数值模拟研究[J];煤;2009年09期

9 李国旗;毛振彬;任培良;;底板巷水力冲孔快速消突技术在李沟矿的应用[J];煤矿安全;2009年11期

10 夏仕柏;赵文武;刘彦伟;孟磊;;水力冲孔快速消突效果分析[J];煤矿安全;2010年02期

相关会议论文 前5条

1 夏仕柏;;水力冲孔在潘二矿的应用与研究[A];2007年全国煤矿安全学术年会会议资料汇编[C];2007年

2 胡金红;;底位巷水力冲孔有效影响半径考察及治理效果研究[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

3 吴松贵;孙家应;王健;;地面辅助消突钻孔水力冲洗煤体工艺在矿建工程中的应用[A];中国煤炭学会矿井地质专业委员会2008年学术论坛文集[C];2008年

4 ;未入选的论文题目(203篇)[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

5 陈军;曾春贵;童文文;;下向抽采钻孔快速消突成套技术研究[A];第六届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2011年

相关硕士学位论文 前10条

1 周杨洲;穿层水力冲孔技术的研究及应用[D];安徽理工大学;2011年

2 殷庆超;豫西构造软煤穿层水力冲孔消突效果研究[D];河南理工大学;2015年

3 任培良;水力冲孔卸压增透技术的研究与应用[D];河南理工大学;2009年

4 赵文武;淮南矿区典型煤层水力冲孔技术参数研究及消突效果考察[D];河南理工大学;2010年

5 高振周;煤矿井下水力冲孔快速消突的射流特性与防突机理研究[D];河南理工大学;2010年

6 郭献林;新安煤田水力冲孔消突效果研究[D];河南理工大学;2011年

7 申伟鹏;煤矿水力冲孔射流的数值模拟与破煤机理研究[D];河南理工大学;2011年

8 刘国俊;淮南矿区水力冲孔技术参数优化及效果考察研究[D];河南理工大学;2011年

9 孙拣生;突出煤层底板水力冲孔消突技术研究[D];安徽理工大学;2011年

10 陈雷;低透气性高瓦斯煤层水力冲孔防突技术研究[D];安徽理工大学;2010年

，

本文编号：1831707