為了探索適合潘二煤礦高抽巷的卸壓增透區(qū)域防突技術(shù)，以11223高抽巷掩護(hù)A組煤層煤巷掘進(jìn)進(jìn)行研究。采用理論分析、數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)考察方法，研究了水力壓裂卸壓增透效果。研究結(jié)果表明，影響范圍能達(dá)到10m，但瓦斯抽采效果并沒(méi)有得到改善，分析主要原因?yàn)樵诟叩貞?yīng)力的作用下壓裂產(chǎn)生的裂縫又重新閉合，不適用于潘二煤礦軟煤層的卸壓增透。 通過(guò)對(duì)水力沖孔的理論和數(shù)值分析，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)考察得出：①相同抽采時(shí)間下，有效影響半徑隨每米沖出煤量的增多而增大，且增大幅度呈衰減趨勢(shì)，提出將每米沖出煤量為1t或略大于1t，作為潘二煤礦A組煤的沖出煤量標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，采用2Φ2.8mm的噴嘴，建立的泵壓為14¹6MPa，基本能實(shí)現(xiàn)沖出以上煤量。②沖出煤量不變時(shí)，有效影響半徑隨著抽采時(shí)間增加而變大，增大幅度逐漸減小，查明了有效抽放半徑y(tǒng)與抽采時(shí)間x的量化關(guān)系，確定潘二煤礦A組煤實(shí)施水力沖孔措施后的合理抽采時(shí)間為90天。③采用自動(dòng)排水的新型封孔工藝后，有效解決了下向孔孔內(nèi)有積水導(dǎo)致抽采效率低下的問(wèn)題，瓦斯抽采純量比傳統(tǒng)封孔工藝提高2倍。④采用瓦斯壓力、瓦斯含量、抽采濃度與純量的現(xiàn)場(chǎng)考察水力沖...

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
目錄
1 引言
    1.1 引言
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 煤層卸壓增透技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 水力沖孔研究現(xiàn)狀
    1.3 存在的主要問(wèn)題
    1.4 主要研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線
        1.4.1 研究?jī)?nèi)容
        1.4.2 技術(shù)路線
    1.5 本章小結(jié)
2 試驗(yàn)礦井及試驗(yàn)區(qū)域概況
    2.1 試驗(yàn)礦井概況
        2.1.1 礦井基本情況
        2.1.2 地質(zhì)構(gòu)造
        2.1.3 煤層和瓦斯
    2.2 試驗(yàn)區(qū)域概況
        2.2.1 3 和 1 煤層概況
        2.2.2 11223 高抽巷概況
        2.2.3 煤層瓦斯
        2.2.4 地質(zhì)構(gòu)造
        2.2.5 水文地質(zhì)特征
    2.3 本章小結(jié)
3 水力壓裂消突效果研究
    3.1 煤層的地質(zhì)特征
        3.1.1 煤層基質(zhì)孔隙
        3.1.2 煤層裂隙
        3.1.3 煤層的構(gòu)造
    3.2 水力壓裂增透理論分析
        3.2.1 煤層在外力作用下滲透率特征
        3.2.2 煤層裂縫產(chǎn)生與延伸
        3.2.3 水力壓裂卸壓增透作用
    3.3 水力壓裂的數(shù)值分析
        3.3.1 水力壓裂起裂壓力與煤層埋深的關(guān)系
        3.3.2 水力壓裂起裂壓力與煤層硬度的關(guān)系
        3.3.3 煤層不同埋深和硬度對(duì)應(yīng)的水力壓裂增透范圍
        3.3.4 合理的水力壓裂施工參數(shù)
    3.4 水力壓裂現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與考察
        3.4.1 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)
        3.4.2 效果考察
    3.5 本章小結(jié)
4 水力沖孔卸壓增透理論分析
    4.1 高壓水射流及其破煤理論
        4.1.1 淹沒(méi)水射流特性
        4.1.2 高壓水射流破煤機(jī)理
    4.2 地應(yīng)力與煤層透氣性關(guān)系
    4.3 水力沖孔卸壓增透機(jī)理
        4.3.1 水力沖孔鉆孔周?chē)后w應(yīng)力分布
        4.3.2 應(yīng)力改變對(duì)煤體滲透率的影響
    4.4 本章小結(jié)
5 水力沖孔卸壓增透范圍數(shù)值模擬
    5.1 計(jì)算模型及定解條件
        5.1.1 計(jì)算模型及定解條件
        5.1.2 沖孔后煤巖變形控制方程
        5.1.3 煤巖體中瓦斯運(yùn)移流-固耦合方程
        5.1.4 邊界類(lèi)型和定解條件
        5.1.5 模型建立所需參數(shù)
        5.1.6 物理模型建立
    5.2 水力沖孔有效影響半徑數(shù)值分析
        5.2.1 單孔沖出不同煤量與有效影響半徑關(guān)系的數(shù)值分析
        5.2.2 抽采時(shí)間與有效影響半徑關(guān)系的數(shù)值分析
    5.3 本章小結(jié)
6 水力沖孔現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及布孔方案確定
    6.1 水力沖孔設(shè)備選型
        6.1.1 乳化液泵
        6.1.2 鉆機(jī)和連接管
        6.1.3 噴頭
        6.1.4 監(jiān)測(cè)設(shè)備
        6.1.5 防噴裝置
    6.2 下向孔封孔和自動(dòng)排水除渣新工藝
    6.3 水力沖孔沖孔工藝
    6.4 水力沖孔影響半徑考察
        6.4.1 水力沖孔試驗(yàn)鉆孔布置
        6.4.2 下向孔自動(dòng)排水除渣抽采效果考察
        6.4.3 水力沖孔試驗(yàn)效果分析
    6.5 水力沖孔布孔方案確定
    6.6 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 主要結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷
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