煤层水力割缝系统瞬变特性的实验研究

"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。