水力冲孔提升'三软'煤层瓦斯抽采效率:现场试验与技术验证
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更新于2024-09-02
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本文主要探讨了在"三软"单一煤层中实施水力冲孔卸压增透的机理及其现场试验。"三软"煤层指的是具有低强度、低硬度和低坚固性的煤层,这类煤层瓦斯含量高,开采时易引发安全问题。水力冲孔作为一种有效的瓦斯抽采技术,通过在煤层中钻孔并注入高压水,利用水的冲击力释放和分散煤体内的应力,从而达到提高煤层渗透率的目的。
在实验研究中,作者通过应力应变-煤体结构-渗透率的耦合实验,揭示了煤层渗透率随煤体结构和应力变化的动态规律。研究发现,软煤在卸压过程中,其渗透性能有显著提升,这是因为卸压降低了煤体的抵抗能力,使得原本被封闭的裂隙得以扩大,提高了气体流动的空间。
作者进一步利用Hoek-Brown准则这一理论模型进行数值模拟,模拟结果显示,水力冲孔后煤层的卸压增透区域明显增大,这意味着在更大的范围内,瓦斯可以更有效地被抽采出来。这一理论预测为实际操作提供了重要的指导。
在实际应用层面,文章介绍了一种自主研发的"瓦斯抽采孔水力作业机",该设备在郑煤集团大平煤矿21141底板抽放巷进行的现场试验中展现了优越性能。通过水力冲孔,不仅提升了抽采效率,还使得对已有老孔的修复成为可能,实现了安全和高效的操作。
现场试验的结果验证了所提理论和设备的实用价值,显著提高了"三软"煤层的瓦斯抽采效果。研究得出的结论对于优化"三软"煤层的开采技术和瓦斯治理策略具有重要意义,有助于保障煤炭开采过程中的安全,同时也有助于减少碳排放,实现绿色开采。
2020-07-07 上传
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