本文關(guān)鍵詞：本煤層鉆孔瓦斯抽采失效機制及高效密封技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鉆孔瓦斯抽采是礦井瓦斯防治的重要技術(shù)手段，抽出的瓦斯在作為清潔能源利用的同時，又可以減少環(huán)境溫室效應(yīng)污染。雖然我國瓦斯產(chǎn)量大，但是抽采濃度波動大的現(xiàn)狀造成了瓦斯利用率低的現(xiàn)實難題，其中封孔質(zhì)量的好壞直接影響了瓦斯的抽采效果，因此煤層鉆孔瓦斯抽采失效機制及高效密封技術(shù)的研究迫在眉睫。 本文在廣泛調(diào)研國內(nèi)外鉆孔瓦斯抽采現(xiàn)狀及封孔工藝和材料的基礎(chǔ)上，首先基于機械行業(yè)流體密封理論分析了鉆孔的密封機理，從煤的孔隙、裂隙雙重結(jié)構(gòu)性質(zhì)和采動應(yīng)力分布造成裂隙、滲透率變化兩個方面闡述了鉆孔密封的影響因素及封孔難度。 其次，指出鉆孔瓦斯抽采失效的主要原因是巷道空氣的滲入，鉆孔漏風(fēng)不但影響抽采濃度，造成抽采負壓損失，還可能引發(fā)煤層自燃。論文分析了本煤層瓦斯抽采鉆孔的漏氣途徑及原因，主要包括巷道一側(cè)煤壁漏風(fēng)和鉆孔封孔段漏風(fēng)。同時著重總結(jié)分析了鉆孔變形對瓦斯抽采的影響，分析指出：鉆孔失穩(wěn)變形使抽采有效作用面積減小，瓦斯流動阻力變大，增加了鉆孔密封難度，嚴(yán)重影響抽采的效率。 第三，提出了固液混合流體密封技術(shù)，從液體水鎖效應(yīng)、固體顆粒群粒封堵效應(yīng)兩個方面論述了固液混合封孔機理，在對其基本特性研究基礎(chǔ)上，確定了材料配比，通過物理模擬實驗和現(xiàn)場工業(yè)試驗考察了固液混合方法的密封性能，證明了固液混合材料是一種理想密封介質(zhì)，該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)簡便、有效封孔的同時，保證長時間高效瓦斯抽采。 第四，針對巷道一側(cè)煤壁漏風(fēng)問題，通過FLUENT軟件模擬了未噴涂巷道和噴涂巷道兩種情況下的瓦斯抽采過程，得出了在實際瓦斯抽采工作中，壁面噴涂能夠有效減少負壓損耗，需盡可能進行壁面噴涂的結(jié)論； 第五，針對鉆孔失穩(wěn)變形對瓦斯抽采的不利影響，提出松軟煤層充填護孔瓦斯抽采方法，該方法采用“鉆進打孔，退鉆充填，，封孔抽采”的工藝流程，經(jīng)過對多孔材料的性能分析，最終選擇現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土作為最佳充填材料。 最后，把壁面噴涂、固液混合鉆孔密封、充填護孔三種技術(shù)提煉組合成了“隔封撐”三位一體高效鉆孔瓦斯抽采技術(shù)，論述了新技術(shù)全面阻隔漏氣通道、高效瓦斯抽采的優(yōu)越性和可靠性。
【關(guān)鍵詞】：瓦斯抽采 鉆孔密封 封孔技術(shù) 固液混合
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TD712
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 圖清單12-15
• 表清單15-16
• 變量注釋表16-17
• 1 緒論17-28
• 1.1 研究背景及意義17-19
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀19-26
• 1.3 論文研究內(nèi)容及完成情況26-28
• 2 本煤層鉆孔瓦斯抽采失效機制研究28-44
• 2.1 封孔機理及影響因素分析28-34
• 2.2 鉆孔瓦斯抽采漏氣機理研究34-39
• 2.3 鉆孔變形對瓦斯抽采的影響39-43
• 2.4 本章小結(jié)43-44
• 3 固液混合流體封孔技術(shù)密封性能研究44-66
• 3.1 固液混合流體密封技術(shù)44-45
• 3.2 固液混合密封機理45-48
• 3.3 固液混合密封材料性能要求分析48-49
• 3.4 固液混合材料性能研究49-51
• 3.5 固液混合裂隙封堵密封實驗51-59
• 3.6 現(xiàn)場工業(yè)試驗59-65
• 3.7 本章小結(jié)65-66
• 4 “隔封撐”三位一體鉆孔密封高效瓦斯抽采技術(shù)66-77
• 4.1 巷道壁面噴涂對瓦斯抽采影響CFD研究66-71
• 4.2 松軟煤層充填護孔瓦斯抽采方法研究71-74
• 4.3 “隔封撐”三位一體封孔瓦斯抽采技術(shù)74-76
• 4.4 本章小結(jié)76-77
• 5 主要結(jié)論、創(chuàng)新點及展望77-79
• 5.1 主要結(jié)論77-78
• 5.2 創(chuàng)新點78
• 5.3 本文研究的前景展望78-79
• 參考文獻79-84
• 作者簡介84-86
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集86

【參考文獻】

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本文編號：406405