煤與瓦斯突出嚴(yán)重影響著煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn),瓦斯抽采是降低瓦斯突出危險(xiǎn)性,實(shí)現(xiàn)瓦斯高效抽采利用的有效手段,其中鉆孔抽采瓦斯工藝應(yīng)用最為廣泛,然而松軟突出煤層由于煤質(zhì)松軟、壓力大等特點(diǎn),在鉆孔施工后,鉆孔易塌孔,變形速度快,導(dǎo)致瓦斯抽采通道被堵塞,篩管下放深度淺,甚至無法下放,封孔段密封困難等問題,瓦斯抽采效果往往很不理想。因此,有必要對全長篩管護(hù)孔及帶壓封孔技術(shù)進(jìn)行研究,對于改善松軟突出煤層的瓦斯抽采效果,降低煤與瓦斯突出事故的發(fā)生,具有重要的現(xiàn)實(shí)與經(jīng)濟(jì)意義。本文首先分析了松軟突出煤層鉆孔失穩(wěn)塌孔的原因及特征,依據(jù)瓦斯蠕變特性研究了鉆孔的位移變化,并在此基礎(chǔ)上研究了鉆孔失穩(wěn)塌孔對瓦斯抽采效果的影響;其次提出了全長篩管護(hù)孔及帶壓封孔技術(shù),介紹了其基本原理,研發(fā)的開閉式的鉆頭,保證了篩管的全長下放,也改進(jìn)和設(shè)計(jì)了篩管、鉆桿、篩管固定裝置等配套設(shè)備,同時(shí)研究了帶壓注漿的相關(guān)理論,驗(yàn)證工藝的可行性,對封孔材料特性進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn),確定合適的封孔材料及配比;然后運(yùn)用數(shù)值模擬、理論計(jì)算等手段對該技術(shù)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行模擬分析與計(jì)算,確定合理科學(xué)的施工技術(shù)參數(shù),為現(xiàn)場試驗(yàn)提供科學(xué)的依據(jù);最后進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,全長篩管護(hù)孔及帶壓封孔技術(shù)并結(jié)合合理的施工工藝參數(shù),能夠提高瓦斯抽采效果,驗(yàn)證了該工藝的可行性。
【學(xué)位單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TD712.6
【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容
    1.4 論文技術(shù)路線
2 松軟煤層鉆孔失穩(wěn)塌孔機(jī)理及影響
    2.1 松軟煤層鉆孔失穩(wěn)塌孔特征
    2.2 松軟煤層鉆孔失穩(wěn)塌孔原因
    2.3 松軟煤層鉆孔失穩(wěn)塌孔理論分析
        2.3.1 鉆孔周圍煤體的蠕變變形分析
        2.3.2 鉆孔周圍煤體的應(yīng)力及位移變化分析
    2.4 鉆孔失穩(wěn)塌孔對瓦斯抽采效果的影響
    2.5 本章小結(jié)
3 松軟煤層全長篩管護(hù)孔瓦斯抽采技術(shù)
    3.1 全長篩管護(hù)孔瓦斯抽采技術(shù)基本原理
    3.2 全長篩管護(hù)孔瓦斯抽采技術(shù)配套裝置
        3.2.1 鉆機(jī)選型
        3.2.2 開閉式鉆頭設(shè)計(jì)
        3.2.3 中空螺旋鉆桿
        3.2.4 瓦斯抽采篩管
        3.2.5 篩管固定裝置
    3.3 篩管護(hù)孔鉆進(jìn)工藝及參數(shù)
    3.4 本章小結(jié)
4 帶壓注漿封孔技術(shù)及封孔材料特性研究
    4.1 煤體裂隙特征
    4.2 帶壓漿液封堵機(jī)理
    4.3 注漿理論研究
    4.4 帶壓注漿封孔技術(shù)
    4.5 封孔材料的特性研究確定
        4.5.1 水泥型號和水玻璃的確定
    4.6 本章小結(jié)
5 全長篩管護(hù)孔及帶壓封孔技術(shù)參數(shù)的確定
    5.1 瓦斯抽采參數(shù)確定（COMSOL數(shù)值模擬）
        5.1.1 鉆孔周圍瓦斯流動模型
        5.1.2 單孔瓦斯抽采數(shù)值模擬
        5.1.3 多鉆孔瓦斯抽采模擬
    5.2 封孔技術(shù)參數(shù)的確定
        5.2.1 封孔長度的確定
        5.2.2 注漿半徑的確定
        5.2.3 注漿壓力的確定
        5.2.4 注漿量的確定
    5.3 本章小結(jié)
6 技術(shù)的現(xiàn)場應(yīng)用
    6.1 礦井概況
    6.2 試驗(yàn)工作面概況
    6.3 本煤層鉆孔設(shè)計(jì)及施工情況
    6.4 效果分析
    6.5 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡歷
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：2859497