煤層鉆孔密封液徑向滲流模型及工程應(yīng)用
發(fā)布時間:2018-06-20 19:24
本文選題:安全工程 + 礦山安全; 參考:《安全與環(huán)境學(xué)報》2016年06期
【摘要】:針對順層瓦斯抽采過程中,因鉆孔形變較大、封孔長度不足及封孔方法不合理等因素造成抽采鉆孔及其周圍煤體漏風(fēng)嚴(yán)重、抽采瓦斯?jié)舛绕、流量衰減速度較快及穩(wěn)定性差等技術(shù)難題,基于多孔介質(zhì)滲流理論、流體平衡理論、"固封液-液封氣"鉆孔密封技術(shù)原理,研究了承壓密封液在煤層鉆孔內(nèi)的徑向滲流規(guī)律,建立了不可壓縮流體徑向驅(qū)氣穩(wěn)定滲流物理模型、密封液徑向滲流運動數(shù)學(xué)方程及相關(guān)參數(shù)計算公式,進(jìn)而提出了固液耦合壁式密封順層瓦斯抽采技術(shù)。結(jié)果表明,采用固液耦合壁式密封技術(shù)可對抽采鉆孔及周圍煤體裂隙實施動態(tài)密封,使得瓦斯抽采過程濃度穩(wěn)定,單孔平均濃度提高4~5倍,平均抽采瓦斯體積分?jǐn)?shù)達(dá)到89%以上,顯著提高了本煤層瓦斯的抽采效率。
[Abstract]:In the process of gas extraction, the air leakage of the borehole and its surrounding coal body is serious due to the large deformation of borehole, insufficient length of hole sealing and unreasonable sealing method, and the gas concentration is on the low side. Based on the porous media seepage theory, fluid balance theory and the principle of "solid liquid-liquid seal gas" borehole sealing technology, the radial seepage law of confined sealing fluid in coal seam borehole is studied. The physical model of steady seepage of incompressible fluid by radial displacement is established, the mathematical equation of radial seepage movement of sealing fluid and the calculation formula of related parameters are established. Furthermore, the technique of gas extraction in the reservoir with solid-liquid coupled wall seal is put forward. The results show that the dynamic sealing of borehole and surrounding coal fissure can be carried out by using solid-liquid coupled wall sealing technology. The concentration of gas extraction process is stable, the average concentration of single hole is increased by 4 ~ 5 times, and the average volume fraction of gas is more than 89%. The efficiency of gas extraction in this coal seam is improved significantly.
【作者單位】: 遼寧工程技術(shù)大學(xué)安全科學(xué)與工程學(xué)院;遼寧工程技術(shù)大學(xué)礦業(yè)技術(shù)學(xué)院;陽煤集團(tuán)五礦;
【基金】:國家自然科學(xué)基金項目(51304112)
【分類號】:TD712.6
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,本文編號:2045412
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