煤层水力割缝系统瞬变特性的实验研究
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更新于2024-09-03
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"煤层水力割缝系统性能瞬变特性研究"
本文主要探讨了煤层水力割缝系统在工况转换过程中的瞬变特性,这是预防和控制煤与瓦斯突出这一煤矿动力灾害的关键技术。煤层水力割缝预抽采技术通过在煤层中形成裂缝,以提高瓦斯抽采效率,降低事故风险。然而,在系统工况变化时,可能出现的压力和流量瞬变可能引发煤与瓦斯突出,对此问题的研究显得尤为重要。
研究团队采用实验测试的方法,对自主研发的水力割缝关键装置,包括不同喷嘴和阀芯结构参数进行了系统测试,旨在理解和控制瞬变压力和流量。试验结果显示,喷嘴的数量和其参数并不影响瞬变压力,瞬变压力始终维持在1.1 MPa,而净流量则呈现出线性变化规律。这意味着可以通过流量的线性变化来预测瞬变压力,预测误差最大不超过9.3%。
另一方面,割缝关键装置的阀芯参数对瞬变压力的影响存在差异。研究发现,流量控制的主要因素是阀芯的上孔口直径,而不是阀芯面积。在实验条件下,瞬变压力并未随着阀芯面积的改变而发生变化。这为优化水力割缝系统的设计提供了重要的参考依据,即通过调整阀芯的上孔口直径可以更有效地控制流量,进而减少瞬变压力对系统稳定性的影响。
这项工作揭示了煤层水力割缝系统瞬变特性的内在规律,为实际工程应用提供了理论指导。通过深入理解这些瞬变特性,可以进一步优化设备设计,提升系统的安全性和工作效率。此外,对于煤矿安全管理和防灾减灾工作也有着深远的意义,有助于防止因操作不当或系统设计不合理导致的煤与瓦斯突出事故,保障矿工的生命安全和煤矿的生产安全。
2020-04-16 上传
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