發(fā)布時間：2020-08-08 13:18

【摘要】：瓦斯壓力是礦井瓦斯治理中最重要的基礎(chǔ)參數(shù)之一,現(xiàn)有測壓技術(shù)難以實現(xiàn)遠距離測壓,導(dǎo)致煤層未開拓區(qū)域瓦斯情況不明,影響瓦斯災(zāi)害防治的科學(xué)性。本論文針對長距離測壓問題展開討論。文獻研究表明,目前超長鉆孔瓦斯壓力測定技術(shù)的研究熱點,大多集中在鉆孔的封孔。本文首先總結(jié)了前人在鉆孔測壓封孔方面的研究成果,歸納了影響鉆孔瓦斯壓力測定的因素,認為順層鉆孔、穿層鉆孔要區(qū)分對待,解決封孔問題以高壓注漿法為佳。從超長鉆孔封孔測壓的安全性、有效性及經(jīng)濟性出發(fā),提出一種適用于超長鉆孔瓦斯壓力測定的兩級封孔方法,運用于現(xiàn)場實測,瓦斯壓力實測值較為精確,并且測壓距離可達到原有技術(shù)的兩倍以上。兩級封孔方法工程實現(xiàn)難度較大、測定周期較長、經(jīng)濟上欠合理,據(jù)此引出“小氣室測壓”構(gòu)想,以期問題得到解決。根據(jù)現(xiàn)場測壓所出現(xiàn)的物理現(xiàn)象,提出測壓氣室體積大小與氣體壓力平衡時間存在正相關(guān)關(guān)系的假想,并通過理論分析驗證了假想的正確性。根據(jù)超長鉆孔測壓封孔的研究內(nèi)容以及“小氣室測壓”理論分析,設(shè)計煤層瓦斯壓力測定相似模擬實驗系統(tǒng)。實驗結(jié)果表明,測壓氣室體積越小,壓力平衡時間越短。這一實驗結(jié)果支持“小氣室測壓”構(gòu)想。論文還提出了“小氣室測壓”構(gòu)想的初步實現(xiàn)路徑。設(shè)計超長鉆孔隨鉆自動封孔測壓裝置,該裝備具有測壓封孔距離長、測壓氣室體積可控、快速封孔減少煤層瓦斯損失等優(yōu)點,可望實現(xiàn)超長鉆孔瓦斯壓力更為精確的測定。本文通過理論研究得到適用于超長鉆孔瓦斯壓力測定的兩級封孔技術(shù),并且運用于井下壓力實測,取得良好試驗結(jié)果;經(jīng)過相似模擬實驗,驗證了瓦斯測壓氣室體積與氣體壓力平衡時間的關(guān)系。理論研究與實驗室實驗相結(jié)合,設(shè)計具有工程應(yīng)用價值的超長鉆孔測壓的隨鉆自動封孔鉆機鉆具,完成超長鉆孔瓦斯壓力測定初步研究。
【學(xué)位授予單位】：華北科技學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TD712
【圖文】：

圖 1-4 膠囊黏液封孔實物圖Figure 1-4 Capsule mucus plugging physical液封孔器的使用過程為：第一步，檢查儀器是否可以正常鉆頭 75mm 的鉆機根據(jù)煤層實際條件設(shè)計打鉆，選擇水鉆四分管連接第一封孔器，確定鉆孔中間需要封孔的合理距合理封孔位置，利用手動試壓泵將膠囊膨脹與鉆孔貼合，試壓泵充入黏液，黏液的壓力需要高于瓦斯壓力，達到滿壓力表。在整個測壓過程中，每天觀測壓力數(shù)值時，需要液壓力，若低于最初安裝壓力時，需要加壓�！酀{—聚氨酯聯(lián)合帶壓封孔技學(xué)院研制囊水泥漿聚氨酯聯(lián)合帶壓封孔[30]，其測壓原理樣，均是向通過堵住孔口和鉆孔深處注高壓水泥漿填堵裂測試檢驗，該方法可用鉆孔長度 40 米左右瓦斯壓力測定

圖 1-4 膠囊黏液封孔實物圖Figure 1-4 Capsule mucus plugging physical封孔器的使用過程為：第一步，檢查儀器是否可以正常使頭 75mm 的鉆機根據(jù)煤層實際條件設(shè)計打鉆，選擇水鉆，分管連接第一封孔器，確定鉆孔中間需要封孔的合理距離理封孔位置，利用手動試壓泵將膠囊膨脹與鉆孔貼合，兩壓泵充入黏液，黏液的壓力需要高于瓦斯壓力，達到滿足力表。在整個測壓過程中，每天觀測壓力數(shù)值時，需要關(guān)壓力，若低于最初安裝壓力時，需要加壓。水泥漿—聚氨酯聯(lián)合帶壓封孔學(xué)院研制囊水泥漿聚氨酯聯(lián)合帶壓封孔[30]，其測壓原理和，均是向通過堵住孔口和鉆孔深處注高壓水泥漿填堵裂隙試檢驗，該方法可用鉆孔長度 40 米左右瓦斯壓力測定，

煤是非均勻介質(zhì)結(jié)構(gòu)，煤中富含孔隙、裂隙。煤中的瓦斯大多吸附在、裂隙中，以上微觀結(jié)構(gòu)是瓦斯富集的場所，并且這些場所是瓦斯流主要通道。所以煤層的微觀結(jié)構(gòu)對鉆孔封孔，瓦斯壓力測定的準(zhǔn)確性的影響。20 世紀 60 年代，美國科學(xué)家 Warrant 和 Root 提出煤的孔隙、裂隙圍即 Warrant-Root 模型[32]，這種模型用來解釋煤層獨有的微觀儲層介質(zhì)該模型一經(jīng)提出，得到煤礦學(xué)者的廣泛認同與應(yīng)用。該模型經(jīng)過后期驗驗證來分析孔隙、裂隙，目前是最為完善的雙重介質(zhì)滲流模型。模1 所示

【參考文獻】

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本文編號：2785612