在高瓦斯低滲透松軟煤層中,由于煤體強(qiáng)度比巖體小,本煤層瓦斯抽采鉆孔大都采用空氣或者水力排渣,孔內(nèi)支撐力非常小,并且在地應(yīng)力、煤層瓦斯壓力和煤體強(qiáng)度等因素作用下,松軟煤層瓦斯抽采孔鉆極易發(fā)生變形甚至坍塌。不僅影響瓦斯抽采的正常進(jìn)行,甚至?xí)姑簩赢a(chǎn)生瓦斯抽采空白帶,造成煤與瓦斯突出的潛在威脅。為了有效解決鉆孔變形或坍塌對瓦斯抽采的負(fù)面影響,在一定程度上提高高瓦斯松軟煤層的瓦斯抽采效率。本論文通過理論分析、數(shù)值計(jì)算、實(shí)驗(yàn)室性能試驗(yàn)以及現(xiàn)場試驗(yàn)等方法,對松軟煤層抽采鉆孔防塌支護(hù)裝置的性能和效果進(jìn)行了研究。論文的主要研究內(nèi)容和研究成果如下:（1）根據(jù)鉆孔支護(hù)現(xiàn)場實(shí)際需要,完成異型注漿囊袋支架設(shè)計(jì)工作。選擇具有阻燃、透水不透漿性能的材料作為異型注漿囊袋支架的制作選材,在水泥中添加一定比例的速凝劑、早強(qiáng)劑、膨脹劑等制成滿足現(xiàn)場試驗(yàn)需求的注漿漿液。（2）應(yīng)用RFPA數(shù)值模擬軟件,根據(jù)鉆孔內(nèi)有無支架、支架間距的不同,建立了不同的模型完成數(shù)值計(jì)算,對無支架、支架間距不同時(shí)的鉆孔塌孔規(guī)律進(jìn)行了研究分析。確定了合適的支護(hù)間距,為后續(xù)的現(xiàn)場工業(yè)性試驗(yàn)提供理論基礎(chǔ)。（3）異性注漿支架的支撐強(qiáng)度,與注漿腔室的大小有... 

【文章來源】：西安科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

拖動式下套護(hù)孔過程示意圖

底爸檬淥腿胱昕咨畬?純傘Ｗ詈螅?腹芰粼誑啄諭瓿賞俗輟?程洪亮等[60]等根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場在下管過程中往往會遭遇許多的阻礙，尤其是打鉆完畢后，孔內(nèi)存在較多的煤粉、煤渣無法清理，它們在下管過程中會不斷在端頭堆積、變大，甚至卡死篩管、阻塞端頭，影響抽采。對此，提出了“雙重接替”技術(shù)。即：先下一根較粗的PVC管，從中再下一根較細(xì)的PVC管直至盡頭，粗管較短僅在封孔段布置，且兩端用馬麗散封堵處理，工藝最終注漿封孔。成艷英等[61,62]針對鉆孔坍塌對瓦斯抽采的消極作用，提出了鉆孔推鉆支護(hù)的護(hù)孔技術(shù)如圖1.2所示。該技術(shù)是采用其配置的泡沫土類超輕多孔材料，在打鉆完成后，退鉆的過程中，到達(dá)易塌孔段后，通過注漿裝置，在易塌孔位置注入足量的泡沫土類超輕多孔材料，待其凝固后，即可對孔壁起到良好的支護(hù)作用。并且，由于該泡沫土類超輕多孔材料，具有孔隙多、連通率高的特點(diǎn)，故可以保證瓦斯的順利抽采。1-煤體；2-多孔介質(zhì)；3-瓦斯抽采管；4-鉆孔封孔段圖1.2充填護(hù)孔式瓦斯抽采方法示意圖姚向榮等[62]等研制了一種抽采鉆孔固化材料。該技術(shù)即將研制的鉆孔固化材料帶壓注入到易塌鉆孔中，使其在壓力作用下盡可能滲透入孔壁圍巖的縫隙中，膠結(jié)破碎孔壁，減緩甚至阻止其破裂進(jìn)程，人為提高孔壁的承載力，保證瓦斯抽采。張鎮(zhèn)等[64]為了改善破碎松軟煤層塌孔狀況，采用注漿加固的方式，改善全煤壁的力學(xué)承載力，使其膠結(jié)為一個(gè)整體，從而達(dá)到減少塌孔的目標(biāo)。熊偉等[65]分析了鉆孔漏氣的主要原因，并針對此，在失效鉆孔的封孔段設(shè)置環(huán)形的縫槽后，再進(jìn)行兩堵一注封孔，通過此技術(shù)修復(fù)鉆孔抽采效果顯著。陳久福等[66]在石壕煤礦的大直徑鉆孔打鉆過程中，成功用套護(hù)孔完成了護(hù)孔作業(yè)。王玉杰、楊繼東等[67]基于傳統(tǒng)下篩管技術(shù)，

Ⅰ級穩(wěn)定

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]對我國煤炭主體能源地位與綠色開采的思考[J]. 王雙明.  中國煤炭. 2020(02)
[2]瓦斯抽采漏氣失效鉆孔修復(fù)技術(shù)研究[J]. 熊偉.  礦業(yè)安全與環(huán)保. 2020(01)
[3]豎直恒載循環(huán)作用下煤層鉆孔失穩(wěn)演化研究[J]. 王志明,孫玉寧,張碩,宋維賓,王永龍.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2020(02)
[4]松軟煤層本煤層瓦斯抽采鉆孔變形規(guī)律研究及穩(wěn)定性分析[J]. 賈牛駿,呂鵬,申晨峰.  現(xiàn)代礦業(yè). 2019(08)
[5]松軟破碎煤體瓦斯抽采鉆場預(yù)加固技術(shù)研究與應(yīng)用[J]. 張鎮(zhèn),孫永新,付玉凱,王濤.  煤炭工程. 2019(08)
[6]煤礦鉆孔塌孔原因分析及處理方法[J]. 李彬,任金武.  內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì). 2019(14)
[7]套管鉆進(jìn)用可提式擴(kuò)孔鉆頭設(shè)計(jì)[J]. 潘小葉.  煤炭科學(xué)技術(shù). 2019(05)
[8]煤礦井下長距離大垂距定向鉆進(jìn)工藝精準(zhǔn)透巷技術(shù)研究[J]. 郝世俊,彭旭.  煤炭科學(xué)技術(shù). 2019(05)
[9]煤層底板奧灰水害防治定向鉆孔施工關(guān)鍵技術(shù)[J]. 李曉龍,張紅強(qiáng),郝世俊,鄭玉柱,趙永哲,尚榮,秦藝璞.  煤炭科學(xué)技術(shù). 2019(05)
[10]鉆孔不同變形失穩(wěn)時(shí)抽采負(fù)壓分布規(guī)律研究[J]. 焦榮坤,張學(xué)博,栗翌.  工礦自動化. 2019(05)

博士論文
[1]松軟煤層瓦斯抽采鉆孔塌孔失效特性及控制技術(shù)基礎(chǔ)[D]. 劉春.中國礦業(yè)大學(xué) 2014
[2]采動裂隙場演化與瓦斯運(yùn)移規(guī)律研究及其工程應(yīng)用[D]. 華明國.中國礦業(yè)大學(xué)（北京） 2013
[3]高速鐵路中小跨度橋梁與軌道相互作用研究[D]. 閆斌.中南大學(xué) 2013
[4]簡支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋的幾個(gè)關(guān)鍵問題研究[D]. 盛可鑒.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[5]復(fù)雜節(jié)理巖體力學(xué)參數(shù)尺寸效應(yīng)及工程應(yīng)用研究[D]. 吳瓊.中國地質(zhì)大學(xué) 2012
[6]深井巷道非對稱變形機(jī)理與圍巖流變及擾動變形控制研究[D]. 黃萬朋.中國礦業(yè)大學(xué)(北京) 2012
[7]川西坳陷須家河組探井地應(yīng)力解釋與井壁穩(wěn)定性評價(jià)[D]. 謝潤成.成都理工大學(xué) 2009

碩士論文
[1]小紀(jì)汗煤礦涌水特征及開采技術(shù)研究[D]. 王寅浩.中國礦業(yè)大學(xué) 2019
[2]含裂隙煤巖體注漿裂隙劈裂擴(kuò)展規(guī)律試驗(yàn)研究[D]. 趙亞婕.西安科技大學(xué) 2019
[3]膨潤土改性及其對水泥基材料滲透性的影響[D]. 胡洋.西南科技大學(xué) 2019
[4]高強(qiáng)內(nèi)支撐護(hù)孔管提高瓦斯抽采鉆孔穩(wěn)定性技術(shù)及應(yīng)用研究[D]. 葉高榜.中國礦業(yè)大學(xué) 2017
[5]余吾煤礦掘進(jìn)工作面千米鉆機(jī)抽采鉆孔穩(wěn)定性與優(yōu)化布置研究[D]. 王飛.太原理工大學(xué) 2017
[6]松軟煤層瓦斯抽放鉆孔塌孔機(jī)理及改進(jìn)措施研究[D]. 孟曉紅.太原理工大學(xué) 2016
[7]松軟煤層瓦斯抽采鉆孔蠕變特性研究[D]. 隋振華.河南理工大學(xué) 2016
[8]延長氣田聲發(fā)射實(shí)驗(yàn)地應(yīng)力場研究及應(yīng)用[D]. 劉亞飛.西安石油大學(xué) 2016
[9]松軟煤層全長篩管護(hù)孔及帶壓封孔技術(shù)研究[D]. 王寵惠.河南理工大學(xué) 2015
[10]旋挖鉆機(jī)鉆孔作業(yè)系統(tǒng)負(fù)載自適應(yīng)控制研究[D]. 胡有冰.燕山大學(xué) 2015



本文編號：3284231