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低透气性煤层减漏增透综合增抽技术 被引量：1
1
作者 潘竞涛 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期55-61,共7页
为了解决低透气性煤层的煤层气抽采难题,以山西王家岭煤矿2号低透气性煤层为例,首先对不同封孔长度下煤层气的抽采进行了数值模拟,然后进行抽采钻孔封孔工艺改进及CO_2相变爆破增透数值模拟,进而开展了综合增抽技术的现场试验。研究结... 为了解决低透气性煤层的煤层气抽采难题,以山西王家岭煤矿2号低透气性煤层为例,首先对不同封孔长度下煤层气的抽采进行了数值模拟,然后进行抽采钻孔封孔工艺改进及CO_2相变爆破增透数值模拟,进而开展了综合增抽技术的现场试验。研究结果表明:①延长封孔长度可减少巷道中空气渗漏量,王家岭矿2号煤层抽采钻孔合理封孔长度为12 m;②增加封孔长度、采用固液耦合壁式封孔工艺可有效减少巷道漏风量,同时提高煤层气抽采浓度和抽采纯量;③CO_2相变爆破后钻孔壁大面积破损,并形成很多相互交织的爆生裂隙和开口较大的孔洞,距离爆破点3 m处的渗透率为初始渗透率的5倍,距离爆破点4 m处的渗透率为初始渗透率的1.6倍;④减漏增透综合增抽技术应用后,煤层气抽采纯量提高了200倍。结论认为,由增加封孔长度、固液耦合壁式封孔工艺、CO_2相变爆破增透所构成的煤层减漏增透综合增抽技术,可以有效地破解低透气性煤层煤层气抽采的难题,现场应用效果良好。 展开更多
关键词 低透气性煤层 煤层气 减漏增透 抽采渗流 封孔长度 固液耦合壁式封孔 co2相变爆破 渗透率 增抽技术
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液态CO_(2)煤层增透技术及应用研究 被引量：14
2
作者 赵丹 刘晓青 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期107-114,共8页
为增加煤层透气性,强化瓦斯抽采效果,提高瓦斯的利用率,提出低渗透煤层液态CO_(2)气爆致裂增透技术。基于煤矿瓦斯相关基础数据和液态CO_(2)爆破致裂增透机理,阐述液态CO_(2)爆破的原理、过程和能量的转化,分析液态CO_(2)气爆能量释放的... 为增加煤层透气性,强化瓦斯抽采效果,提高瓦斯的利用率,提出低渗透煤层液态CO_(2)气爆致裂增透技术。基于煤矿瓦斯相关基础数据和液态CO_(2)爆破致裂增透机理,阐述液态CO_(2)爆破的原理、过程和能量的转化,分析液态CO_(2)气爆能量释放的TNT当量转化;根据监测爆破过程中致裂器内CO_(2)压力变化过程曲线的变化情况,分析爆破过程中在致裂器内液态CO_(2)压力在4个不同阶段的变化。采用ANSYS/LS-DYNA模拟软件建立不同爆破参数下的爆破模型,模拟出单孔和双孔液态CO_(2)爆破演化过程,从Mises应力云图、煤岩损伤云图对比分析液态CO_(2)爆破效果。利用LS-DYNA有限元分析模拟软件对致裂器不同布置方式下煤岩损伤扩展规律进行模拟。根据数值模拟结果进行CO_(2)相变爆破工业试验,综合评价液态CO_(2)气爆致裂增透效果。结果表明:利用相对压力指标法测得单孔爆破半径约2.5 m,与数值模拟结果接近。经CO_(2)相变爆破后,煤层透气性系数比增透前提高了50多倍;瓦斯抽采体积分数比增透前提高了73.7%;抽采流量是普通抽采孔的5.1倍。数值模拟和现场井下工业试验结果均证明,采用液态CO_(2)爆破能够提高煤体吸附瓦斯的解吸率,增加低渗透高瓦斯煤层的透气性,促进煤岩体内原生缝隙的发育,使煤层瓦斯抽采效果明显提高。研究成果可为液态CO_(2)气爆工艺的实际施工提供理论依据,为我国低透气性煤层瓦斯抽采难题提供解决办法。 展开更多
关键词 煤层透气性 co_(2)相变爆破 致裂增透 煤岩气爆损伤
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CO_(2)相变爆破致裂管内压力变化试验研究 被引量：2
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作者 尤横 岳中文 +5 位作者 杨海斌 王尹军 郭宝江 李继红 张风军 苗玉杰 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2023年第5期105-112,共8页
为研究CO_(2)相变爆破过程中致裂管内压力变化规律,通过现场试验获得压力与时间关系曲线,并且通过改变CO_(2)充装质量、激发药剂质量和泄能片厚度,获得致裂管中压力变化规律,采用试验参数计算出73型号致裂器爆破当量。研究结果表明,致... 为研究CO_(2)相变爆破过程中致裂管内压力变化规律,通过现场试验获得压力与时间关系曲线,并且通过改变CO_(2)充装质量、激发药剂质量和泄能片厚度,获得致裂管中压力变化规律,采用试验参数计算出73型号致裂器爆破当量。研究结果表明,致裂管体不同位置处达到的峰值压力不同,最大处峰值压力比最小处峰值压力高1.30~1.67倍;爆破过程致裂管中压力变化分为4个阶段,泄压阶段极为迅速,在数微秒间,并且随CO_(2)充装质量增大而增加;在CO_(2)充装质量1100 g、激发药剂质量180 g和泄能片厚度4.0 mm条件下,该型号致裂器爆破当量最大为0.378 kg乳化炸药,研究成果为工程应用提供技术参考。 展开更多
关键词 co_(2)相变爆破 压力测试 致裂管内压力 炸药当量
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液态CO_(2)相变致裂器泄能头气孔压力研究 被引量：2
4
作者 王伟 李亚东 +4 位作者 郑永香 尹超 李朝博 路小茜 周星宇 《金属矿山》 CAS 北大核心 2022年第7期50-57,共8页
采用CO_(2)相变爆破代替传统炸药爆破作为输入能量,对低渗砂岩铀矿层进行“爆破增渗”物理改造,对于提高我国天然铀产量具有十分重要的意义。目前工业化生产的CO_(2)致裂器主要针对煤岩开采等领域设计,在爆破增渗工况中适应性不佳。为此... 采用CO_(2)相变爆破代替传统炸药爆破作为输入能量,对低渗砂岩铀矿层进行“爆破增渗”物理改造,对于提高我国天然铀产量具有十分重要的意义。目前工业化生产的CO_(2)致裂器主要针对煤岩开采等领域设计,在爆破增渗工况中适应性不佳。为此,对传统致裂器泄能头进行多孔设计、平衡各泄气孔压力,为设计出针对爆破增渗领域的“各气孔压力大且均匀”的致裂器提供理论参考。以RNG k-ε湍流模型为理论基础,基于计算流体动力学(CFD)对致裂器泄能头部分进行了数值仿真试验,分析了泄能头内的气体流动规律及压力分布特征,探讨了位置关系和孔径特征两个因素对泄气孔压力变化的影响规律。结果表明:为保持气孔压力的稳定输出,对称式分布的泄气孔优于交错式分布的泄气孔布置;同时,泄气孔直径设置为由首部至端部递增的非均匀式,可有效降低各气孔之间的压差。上述分析进一步表明:非均匀对称式的泄能头类型更符合爆破增渗的需求。 展开更多
关键词 co_(2)相变爆破 爆破增渗 CFD 泄能头 RNG k-ε湍流模型 数值模拟
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基于SPH算法的CO_(2)相变破岩数值模拟 被引量：1
5
作者 袁海梁 刘孝义 +6 位作者 陈少波 卢玉斌 张万虎 马飞飞 鹿存金 董斌 刘金泉 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2023年第1期62-68,共7页
为解决液态CO_(2)相变爆破破岩仿真中面临的网格畸变等问题,基于光滑粒子流体动力学分析方法(SPH)建立了高压射流冲击破岩数值仿真模型。并通过开展不同射流速度下的液态CO_(2)相变爆破破岩数值仿真研究,探讨了高压射流作用下裂纹扩展... 为解决液态CO_(2)相变爆破破岩仿真中面临的网格畸变等问题,基于光滑粒子流体动力学分析方法(SPH)建立了高压射流冲击破岩数值仿真模型。并通过开展不同射流速度下的液态CO_(2)相变爆破破岩数值仿真研究,探讨了高压射流作用下裂纹扩展的规律和机理。得出对于强度为24 MPa的煤岩,单孔冲击峰值压力在67.2~90.1 MPa,射流冲击速度在250~280 m/s时爆破破裂效果最佳。然后对比了煤岩、大理岩等不同岩体性质下的爆破破坏特征,进一步证实该方法在液态CO_(2)相变爆破仿真中的有效性,为液态CO_(2)相变破岩仿真提供了一种新思路。同时仿真结果可以为液态CO_(2)相变致裂技术在实际工程中的参数选择提供参考。 展开更多
关键词 co_(2)相变爆破 SPH 数值模拟 裂纹扩展
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