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网格化磨料射流割缝辅助截齿破岩试验研究
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作者 王凤超 刘应科 +2 位作者 张利瑶 周鑫 钮月 《煤炭技术》 CAS 2024年第5期265-269,共5页
针对煤矿岩巷掘进过程中截齿破岩能力不足、效率低、磨损快等问题,提出了网格化磨料射流割缝辅助截齿破岩方法,并进行了正交化物理模拟试验,研究了工况参数对破岩效果的影响。结果表明:(1)磨料射流对岩石预制割缝,能够显著提高截齿单位... 针对煤矿岩巷掘进过程中截齿破岩能力不足、效率低、磨损快等问题,提出了网格化磨料射流割缝辅助截齿破岩方法,并进行了正交化物理模拟试验,研究了工况参数对破岩效果的影响。结果表明:(1)磨料射流对岩石预制割缝,能够显著提高截齿单位时间的破岩体积,且试验中网格尺寸和割缝深度取值越大,破岩效率越高。(2)当射流割缝辅助破岩时,截齿等效应力峰值和均值均显著降低,有效减少截齿磨损。(3)网格化磨料射流辅助截齿破岩参数的优选工况组合为:横向和纵向网格尺寸分别为44、30 mm,喷嘴进给速度为600 mm/min。研究成果为网格化磨料射流辅助机械截齿破岩技术推广应用提供了理论基础与数据支撑。 展开更多
关键词 岩巷掘进 射流割缝 磨料射流 截齿破岩
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水射流割缝深度分析及现场试验研究 被引量:7
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作者 黄振飞 赵旭生 +1 位作者 戴林超 杨慧明 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2017年第2期5-8,共4页
针对目前水射流割缝深度无法精确确认的问题,基于动量守恒定律推导二维平面内水射流截面速度分布规律,以水射流射流功率与冲蚀煤岩体积的线性关系、水射流动压衰减规律及Mohr-Coulomb准则等为基础,确定水射流冲蚀煤岩深度随时间的变化... 针对目前水射流割缝深度无法精确确认的问题,基于动量守恒定律推导二维平面内水射流截面速度分布规律,以水射流射流功率与冲蚀煤岩体积的线性关系、水射流动压衰减规律及Mohr-Coulomb准则等为基础,确定水射流冲蚀煤岩深度随时间的变化规律及水射流割缝的影响范围,并在川南某矿2#煤层2472风巷掘进工作面进行顺层钻孔割缝现场试验,对比计算水射流割缝深度、最大割缝深度。研究结果表明:理论计算值与现场试验实测值之间最大误差分别为8.67%、8.53%。 展开更多
关键词 水射流 煤层 割缝深度 钻孔 影响半径
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近距离煤层群水射流割缝卸压石门快速揭煤技术分析 被引量:6
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作者 卢义玉 黄辰 +2 位作者 贾亚杰 尤祎 汤积仁 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期95-100,共6页
针对西南地区高瓦斯近距离突出煤层群层间距小于7m时,石门揭煤工作面前方多层煤层需统一消突管理,常规超前钻孔工程量大,严重制约了煤矿安全生产和采掘工作面接替等问题,提出采用穿层钻孔水射流割缝防突技术,一次性对石门工作面前方煤... 针对西南地区高瓦斯近距离突出煤层群层间距小于7m时,石门揭煤工作面前方多层煤层需统一消突管理,常规超前钻孔工程量大,严重制约了煤矿安全生产和采掘工作面接替等问题,提出采用穿层钻孔水射流割缝防突技术,一次性对石门工作面前方煤层群统一卸压增透,快速安全揭煤的思路。以贵州雷公山煤矿为例,采用FLAC3D模拟了不同缝槽布置方式以及缝槽间距对煤层群卸压效果的影响。研究表明:多煤层煤孔中部均布置一个缝槽,同一煤层内缝槽间距为4m,可使石门揭煤工作面前方控制范围内煤体整体卸压。现场应用证明:采用水射流割缝技术,预抽达标时间缩短约39d,钻孔工程量减少610m,钻孔数量减少30个,可实现快速安全揭煤。 展开更多
关键词 水射流 割缝 卸压 近距离煤层群 石门揭煤
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基于Fluent的水力割缝喷嘴轴心间距优化 被引量:4
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作者 段永生 林柏泉 +1 位作者 翟成 张其智 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2012年第11期13-16,共4页
利用Fluent软件建立了不同喷嘴轴心间距下水力割缝的数学模型,采用标准k-ε湍流模型模拟了钻孔内部流场,并分析了喷嘴轴线间距对射流流场分布、轴心速度衰减和钻孔壁面压力分布的影响。研究结果表明:该影响较大,喷嘴轴心间距越小,射流... 利用Fluent软件建立了不同喷嘴轴心间距下水力割缝的数学模型,采用标准k-ε湍流模型模拟了钻孔内部流场,并分析了喷嘴轴线间距对射流流场分布、轴心速度衰减和钻孔壁面压力分布的影响。研究结果表明:该影响较大,喷嘴轴心间距越小,射流流场分布越紊乱。随着喷嘴轴心间距d的增大,射流流场分布规律性逐渐明显,且轴心速度衰减呈现先减小后增大的趋势,喷嘴轴心间距的最佳值为40 mm。 展开更多
关键词 FLUENT 射流 数值模拟 喷嘴轴心间距 水力割缝
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磨料射流切割金属套管机理及计算公式 被引量:3
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作者 于鸿春 张永利 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 EI CAS 北大核心 2007年第6期850-852,共3页
研究和分析了磨料射流切割机理,由于实际工作中固体颗粒做占比例较小,把磨料两相射流假定为稀疏固液两相流,将固体颗粒假定为伪流体,其运动速度与流体运动速度相同。根据弹性力学的固体接触理论,建立了相应的数学模型,得出了磨料颗粒与... 研究和分析了磨料射流切割机理,由于实际工作中固体颗粒做占比例较小,把磨料两相射流假定为稀疏固液两相流,将固体颗粒假定为伪流体,其运动速度与流体运动速度相同。根据弹性力学的固体接触理论,建立了相应的数学模型,得出了磨料颗粒与材料相接触时的最大接触剪应力公式,从而计算出切割套管所需要的最大剪应力,最后通过实例计算,其结果与现场试验结果相吻合,为该技术不断发展及工艺参数选择提供了理论支撑。 展开更多
关键词 磨料射流 切割机理 数学模型
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高压射流割缝卸压增透技术在单一低渗透煤层瓦斯抽采中的应用 被引量:4
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作者 张建英 王兆丰 辛新平 《中州煤炭》 2015年第1期57-60,共4页
针对单一低渗透煤储层井下瓦斯抽采效果差的问题,提出采用高压射流割缝卸压增透技术提高煤层透气性,扩大抽采单孔有效影响范围,提高瓦斯抽采效果,缩短煤层瓦斯抽采达标时间。以焦作九里山矿15采区15071底板抽采巷为试验点进行泄压增透试... 针对单一低渗透煤储层井下瓦斯抽采效果差的问题,提出采用高压射流割缝卸压增透技术提高煤层透气性,扩大抽采单孔有效影响范围,提高瓦斯抽采效果,缩短煤层瓦斯抽采达标时间。以焦作九里山矿15采区15071底板抽采巷为试验点进行泄压增透试验,试验结果表明:实施割缝卸压增透后,抽采有效影响半径提高1.6~2.0倍,煤层的透气性系数提高24倍,抽采浓度提高2.67倍。在40 d的抽采周期内,割缝孔的抽采总量是普通孔的2.33倍;在相同的抽采条件下,抽采达标时间缩短了57.1%。 展开更多
关键词 射流割缝 卸压增透 低透煤层 瓦斯抽采
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Switching mechanism and optimisation research on a pressure-attitude adaptive adjusting coal seam water jet slotter 被引量:1
7
作者 Yiyu Lu Yangkai Zhang +1 位作者 Jiren Tang Qi Yao 《International Journal of Mining Science and Technology》 SCIE EI CAS CSCD 2022年第6期1167-1179,共13页
To investigate the attitude-switching mechanisms of existing jet slotters,which integrate drilling,punching and slotting operations,and to improve its fracture ability,we used the power bond diagram theory to analyse ... To investigate the attitude-switching mechanisms of existing jet slotters,which integrate drilling,punching and slotting operations,and to improve its fracture ability,we used the power bond diagram theory to analyse the dynamic flow pressure,and force of slotters.A mathematical model was developed for the dynamic characteristics of slotter systems.Furthermore,to study the effect of the main characteristic parameters on the ability of the nozzle to erode sandstone,multi-orthogonal experiments were carried out.And the optimised slots were applied in later practical operations.The research results show that the inlet fluid passed through the time-varying orifice to generate pressure differential thrust,which overcame the spring force,pushed the valve core to open the side nozzle,and closed the rear cavity channel thereby realising the switch of the slotter attitude.An optimal plan was established to balance the diameter,depth,and volume of punching,and a rock-breaking plan was developed for the slotter.Subsequently,the optimised water jet slotter was practically used in coal seam gas drainage.Compared with conventional dense drilling,water jet slotting technology significantly improves the ability,efficiency,and effect of increasing the permeability of the coal seam. 展开更多
关键词 Gas drainage Water jet slotting Pressure-attitude adaptive adjustment Power bond diagram Multi-index orthogonal test Gas drainage practice
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基于水射流割缝煤层区域动态指标研究 被引量:2
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作者 刘俭 姜文忠 +1 位作者 任仲久 刘子文 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2020年第3期16-22,共7页
基于水射流割缝煤层增透技术,分析了割缝后煤体应力分布状态,计算了割缝钻孔径向应力和切向应力。在理论分析水射流割缝钻孔影响半径的基础上,确定基于水射流割缝钻孔布置的技术工艺。根据现场实测数据,统计分析了动态指标,对水射流割... 基于水射流割缝煤层增透技术,分析了割缝后煤体应力分布状态,计算了割缝钻孔径向应力和切向应力。在理论分析水射流割缝钻孔影响半径的基础上,确定基于水射流割缝钻孔布置的技术工艺。根据现场实测数据,统计分析了动态指标,对水射流割缝后煤层瓦斯抽采增透效果进行了验证。中兴矿现场试验表明:与常规钻孔相比,采用水射流割缝钻孔瓦斯抽采浓度提高3.6倍、流量提高2.7倍、纯流量提高9.7倍;上覆三采西翼回风巷平均风排瓦斯涌出量最大减少0.68 m^3/min,降低26.98%;水射流割缝钻孔段瓦斯含量降低0.48 m^3/t;抽采半径为3.0 m时,水射流割缝钻孔段抽采时间41 d,相比常规钻孔抽采时间缩短43 d。 展开更多
关键词 水射流 割缝 动态指标 钻孔 瓦斯抽采
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Analysis and Numerical Simulation for Tunnelling Through Coal Seam Assisted by Water Jet 被引量:2
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作者 Dengfeng Su Yong Kang +4 位作者 Xiaochuan Wang andan Zheng Dongyang Li Binyuan Yan Fuwen Yan 《Computer Modeling in Engineering & Sciences》 SCIE EI 2016年第5期375-393,共19页
Tunnel though coal seam is one of the most difficult tunnels since its risk of coal and gas outburst and the complex geological conditions.According to the directional cutting of water jet and the characteristic of th... Tunnel though coal seam is one of the most difficult tunnels since its risk of coal and gas outburst and the complex geological conditions.According to the directional cutting of water jet and the characteristic of the coal seam and rock mass,this paper presents a new method of tunnelling though coal seam assisted by water jet slotting,which can be divided into improving permeability of coal seam and directional cracking in the rock mass.The mechanism of improving permeability of coal seam was stated,and the crack criterion of rock during blasting was established based on fracture theory.Then,the evolution law of pressure wave and the crack propagation were simulated by FEM software ANSYS/LS-DYNA,the results show that the shape of the crush zone formed by stress wave is different between the normal borehole blasting and the slotted borehole blasting,and the tension is the main factor which let crack propagation.What is more,for normal borehole blasting,the tension concentration occurred along the direction of 45 degrees and let crack expand,while for slotted borehole blasting the tension concentration occurred along the direction of 0 degrees and 90 degrees,and the maximum tension along the direction of 0 degrees is larger than the maximum tension along the direction of 90 degrees,and the main crack expand along the direction of 0 degrees,which prove that the existence of the slot play a good role of orientation for directional cracking. 展开更多
关键词 Tunnel THOUGH coal SEAM Directional cracking Water jet slotting ANSYS/LS-DYNA
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应用磨料射流割缝技术改善近井地层流场的实验研究
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作者 于鸿椿 《石油钻采工艺》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期56-58,共3页
油田开发到中后期,油层压力下降,油层流动阻力增加,地层渗透率降低,使油井产量很低或成为死井。为此进行了磨料射流割缝技术研究。该技术应用磨料射流切割技术在井下对井壁周围岩层切割为与井轴线平行的深缝,使井周地层高压力得以松驰,... 油田开发到中后期,油层压力下降,油层流动阻力增加,地层渗透率降低,使油井产量很低或成为死井。为此进行了磨料射流割缝技术研究。该技术应用磨料射流切割技术在井下对井壁周围岩层切割为与井轴线平行的深缝,使井周地层高压力得以松驰,解除压密效应,使近井地层得以恢复原有的渗透率。地面模拟试验和现场井下实验结果表明,通过应用磨料射流割缝技术可以改善近井地层流场,恢复地层渗透性,实现油(水)井增产增注的目的,现场应用取得良好的效果。 展开更多
关键词 磨料射流 割缝技术 改善流场 增产增注
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脉冲射流割缝技术在石门揭煤中的应用研究 被引量:69
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作者 卢义玉 葛兆龙 +2 位作者 李晓红 陈久福 刘勇 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期55-58,69,共5页
针对西南地区煤矿石门揭煤周期长,严重制约了煤矿安全生产和采掘工作面接替等问题,提出了利用自激振荡脉冲水射流在煤层中割缝,增加煤层透气性,提高瓦斯解吸率,缩短石门揭煤时间的新思路.研究了高压脉冲水射流自激振荡的形成机理及其特... 针对西南地区煤矿石门揭煤周期长,严重制约了煤矿安全生产和采掘工作面接替等问题,提出了利用自激振荡脉冲水射流在煤层中割缝,增加煤层透气性,提高瓦斯解吸率,缩短石门揭煤时间的新思路.研究了高压脉冲水射流自激振荡的形成机理及其特性;通过实验室试验研究供水压力、流量等因素与切槽深度、宽度的关系,优化了自激振荡喷嘴结构及高压脉冲水射流的水力参数.通过在重庆逢春煤矿+523S4机轨巷揭M8煤层应用表明,使用自激振荡脉冲水射流割缝在煤层中的影响范围可达1.5m以上,增大了煤层瓦斯解吸能力,瓦斯释放量提高了4.4倍,钻孔数量减少了60%,缩短工期达70d以上,提高了工效. 展开更多
关键词 脉冲水射流 割缝 石门揭煤
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高压水射流环切割缝自卸压机制与应用 被引量:34
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作者 张永将 黄振飞 李成成 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期3016-3022,共7页
为解决深部矿井低透气性煤层瓦斯抽采难题,针对穿层钻孔提出了高压水射流环切割缝煤层自卸压增透技术。通过瓦斯流动理论分析普通钻孔及环割钻孔瓦斯流动模式,分别建立了普通钻孔及环割钻孔瓦斯流动微分方程,获得了高压水射流环切割缝... 为解决深部矿井低透气性煤层瓦斯抽采难题,针对穿层钻孔提出了高压水射流环切割缝煤层自卸压增透技术。通过瓦斯流动理论分析普通钻孔及环割钻孔瓦斯流动模式,分别建立了普通钻孔及环割钻孔瓦斯流动微分方程,获得了高压水射流环切割缝自卸压技术改善煤层瓦斯流动机制;采用FLAC3D软件建模分析高压水射流割缝后钻孔周边煤体应力演化规律,基于煤体卸压程度及塑性区分布特征,确定了穿层钻孔合理化割缝参数;通过底板穿层钻孔高压水射流环切割缝技术现场考察,环切割缝后煤层变形量达到0. 136%,煤层透气性系数较原始状态提高了42倍,瓦斯抽采纯量相较普通钻孔提高3. 44~5. 32倍,同等条件下煤层抽采半径提高了1倍以上。理论研究与现场试验均表明,采用高压水射流切割在煤层内部形成环形缝槽,能有效改善钻孔煤体应力状态,增加煤层渗透性,提高瓦斯抽采效率。 展开更多
关键词 高压水射流 环切自卸压增透 低透气性煤层 瓦斯抽采 钻孔
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高压水射流割缝钻孔抽采影响半径研究 被引量:29
13
作者 葛兆龙 梅绪东 +2 位作者 贾亚杰 卢义玉 夏彬伟 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2014年第4期657-664,共8页
钻孔抽采影响半径是确定钻孔布置的基础参数,但关于高压水射流割缝缝槽形态及缝槽形态与钻孔抽采影响半径的影响关系目前尚无系统研究。根据缝槽形态实验结果将缝槽形态简化为圆盘,基于淹没射流结构理论分析缝槽圆盘尺寸,采用COMSOL软... 钻孔抽采影响半径是确定钻孔布置的基础参数,但关于高压水射流割缝缝槽形态及缝槽形态与钻孔抽采影响半径的影响关系目前尚无系统研究。根据缝槽形态实验结果将缝槽形态简化为圆盘,基于淹没射流结构理论分析缝槽圆盘尺寸,采用COMSOL软件研究不同条件煤层的割缝钻孔抽采影响半径,并进行现场测试试验。结果表明:割缝钻孔抽采影响半径与缝槽圆盘、渗透率、抽采时间、瓦斯压力等因素均呈幂函数关系,因素影响显著程度依次为渗透率、抽采时间、瓦斯压力、缝槽圆盘;高压水射流割缝缝槽体积与理论分析确定的缝槽圆盘体积的相对差值为8.33%,在抽采时间130 d时的实测钻孔抽采影响半径与数值模拟的相对差值为6.20%。 展开更多
关键词 高压水射流 割缝 钻孔 抽采影响半径 数值模拟
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高压水射流割缝增强瓦斯抽采及防喷孔技术研究 被引量:23
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作者 黄春明 代志旭 郭明功 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2015年第4期63-66 109,109,共5页
针对平顶山矿区地质构造复杂、瓦斯含量高及煤层透气性系数低等赋存特性,提出利用高压水射流割缝实施钻孔割缝,使煤体卸压、增透,以达到增强瓦斯抽采能力的目的。结果表明,水力割孔比普通孔抽采瓦斯量大幅提高,割缝后邻近的普通孔的瓦... 针对平顶山矿区地质构造复杂、瓦斯含量高及煤层透气性系数低等赋存特性,提出利用高压水射流割缝实施钻孔割缝,使煤体卸压、增透,以达到增强瓦斯抽采能力的目的。结果表明,水力割孔比普通孔抽采瓦斯量大幅提高,割缝后邻近的普通孔的瓦斯抽采浓度分别为割缝前的1.1倍和1.9倍,可见采用高压水射流割缝时瓦斯抽采平均浓度较割缝前急剧上升,且割缝还"激活"了邻近的普通瓦斯抽采钻孔,致使瓦斯抽采浓度发生突跃。另外为抑制水力割缝诱发的喷孔现象,避免施工巷道瓦斯超限,还提出一种防喷孔装置,该防喷孔装置使巷道内最高瓦斯体积分数由0.61%降至0.3%以下,全尘质量浓度由75 mg/m3降至8 mg/m3左右,呼吸性粉尘质量浓度由20 mg/m3降至2 mg/m3以下,可见此装置不仅大幅降低了巷道内瓦斯浓度,还起到了显著的降尘效果。 展开更多
关键词 高压水射流 割缝 瓦斯浓度 防喷孔
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割缝后煤层瓦斯的流-固耦合模型及应用 被引量:23
15
作者 卢义玉 贾亚杰 +1 位作者 葛兆龙 夏彬伟 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期23-29,共7页
引入煤体孔隙率、渗透率的动态演化模型及D-P准则,建立高压水射流割缝后低透气煤层瓦斯渗流的流-固耦合模型,运用该模型优化重庆某矿W2704S回风巷条带下段预抽钻孔布置.结果表明,条带预抽达标时间与钻孔间距呈显著的指数关系,与实际达... 引入煤体孔隙率、渗透率的动态演化模型及D-P准则,建立高压水射流割缝后低透气煤层瓦斯渗流的流-固耦合模型,运用该模型优化重庆某矿W2704S回风巷条带下段预抽钻孔布置.结果表明,条带预抽达标时间与钻孔间距呈显著的指数关系,与实际达标时间的最大相对误差为5.8%,验证了流-固耦合模型的工程适用性;高压水射流割缝优化钻孔布置后,煤巷条带的预抽钻孔数量减少了27.3%、预抽达标时间缩短了69.6%,煤巷月平均掘进进尺提高了1.6倍. 展开更多
关键词 高压水射流割缝 低透气煤层 瓦斯渗流 流-固耦合 钻孔
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我国煤矿水射流卸压增透技术进展与战略思考 被引量:21
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作者 卢义玉 黄杉 +3 位作者 葛兆龙 周哲 刘文川 管娅蕊 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期3189-3211,共23页
煤炭是我国能源安全的“压舱石”,具有重要的兜底保障作用。随着我国煤炭开采逐步向深部进军,深部矿井所面临的构造复杂、瓦斯压力大、渗透率低等情况日趋严重,以煤与瓦斯突出为代表的灾害防治难度逐渐增大,严重制约着我国煤炭安全高效... 煤炭是我国能源安全的“压舱石”,具有重要的兜底保障作用。随着我国煤炭开采逐步向深部进军,深部矿井所面临的构造复杂、瓦斯压力大、渗透率低等情况日趋严重,以煤与瓦斯突出为代表的灾害防治难度逐渐增大,严重制约着我国煤炭安全高效开采。大范围提高煤层透气性是消除突出危险性并提高煤层气抽采效率的关键。传统煤层增透技术如密集钻孔等单孔增透范围偏小、抽采效率较低;常规压裂技术受制于地应力作用常存在水力裂缝形态单一、易损伤顶底板等不足,且裂缝两侧增透“空白带”内遗留瓦斯在后续开采过程中易诱发灾害。近几十年来,以提高煤层透气性、瓦斯抽采效率,减少煤与瓦斯突出风险为导向,诸多水射流技术因其效果显著、清洁等特点,逐渐成为了煤储层卸压增透、强化瓦斯抽采的主要方法。梳理了我国水射流技术增透煤层强化瓦斯开发的研究历程及最新进展,系统性归纳了水力冲孔、水射流割缝卸压、割缝导向压裂、树状钻孔均衡增透强化瓦斯开发理论及技术研究现状。我国对能源安全战略布局不断深化,然而面对深部煤层瓦斯动力灾害的复杂性、特殊性和突变性,目前煤矿水射流卸压增透措施仍存在技术协同性不够等亟待攻克的难题。基于新形势下保障国家能源安全的极端重要性,针对性分析了水射流强化瓦斯开发技术在运用中所存在的不足与局限,提出了未来重点发展趋势及展望。 展开更多
关键词 煤与瓦斯突出 水射流割缝 割缝复合压裂 树状钻孔均衡增透
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基于水力割缝卸压的煤岩与瓦斯动力灾害防控技术 被引量:19
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作者 张永将 黄振飞 季飞 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期133-141,共9页
随着煤矿开采逐渐向深部延深,高强度开采瓦斯涌出量大,煤岩体高应力与瓦斯灾害呈相互耦合态势。针对深部矿井高强度开采面临的煤岩与瓦斯动力灾害治理难题,基于高压水射流割缝卸压原理,提出应力、瓦斯双重卸压的煤岩与瓦斯动力灾害水力... 随着煤矿开采逐渐向深部延深,高强度开采瓦斯涌出量大,煤岩体高应力与瓦斯灾害呈相互耦合态势。针对深部矿井高强度开采面临的煤岩与瓦斯动力灾害治理难题,基于高压水射流割缝卸压原理,提出应力、瓦斯双重卸压的煤岩与瓦斯动力灾害水力化防治技术。通过理论分析与数值模拟方法,分析了超高压水射流割缝破煤机制,研究了煤层割缝卸压措施对区域内煤体应力及瓦斯的双重影响。研究结果表明:高压射流在煤层内部切割破坏了煤体完整性,减弱了煤体对上覆岩层支承能力,能有效地缓解割缝区域内应力集中;钻孔内部切割形成的缝槽改变钻孔瓦斯抽采模式,由径向流动改变为径向、轴向复合流动,使煤层瓦斯含量、压力迅速降低,超高压水力割缝技术通过应力卸压及瓦斯抽采2个方面解除了煤岩与瓦斯动力灾害发生危险。经在胡家河矿现场试验,割缝区域内平均微震事件能量下降18%、单位进尺微震能量降低37%,采用地音趋势法评估的矿压显现强烈次数下降17%,瓦斯抽采量提高4.1倍,表明超高压水力割缝技术能实现地应力及瓦斯压力双重卸压,有效解除煤岩与瓦斯动力灾害发生危险,为深部煤矿高强度安全开采提供技术保障。 展开更多
关键词 煤岩与瓦斯动力灾害 水力割缝 应力卸压 瓦斯压力
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脉冲射流割缝控制压裂技术关键参数研究及应用 被引量:14
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作者 冯仁俊 《煤炭工程》 北大核心 2022年第1期63-69,共7页
为解决常规水压裂缝受地应力影响,导致扩展形态单一、易在裂缝两侧遗留增透空白带等问题,结合脉冲射流破煤岩特点与缝槽-孔隙水压联合诱导裂缝定向扩展作用,研究了煤矿井下脉冲射流割缝控制压裂技术。通过冲击应力波效应分析了脉冲射流... 为解决常规水压裂缝受地应力影响,导致扩展形态单一、易在裂缝两侧遗留增透空白带等问题,结合脉冲射流破煤岩特点与缝槽-孔隙水压联合诱导裂缝定向扩展作用,研究了煤矿井下脉冲射流割缝控制压裂技术。通过冲击应力波效应分析了脉冲射流充分利用水锤压力高效破碎煤体割缝机理,阐明了脉冲射流割缝控制压裂大幅增加煤层透气性原理,明晰了脉冲射流割缝压力、割缝控制压裂实施压力和压裂钻孔封孔长度等关键参数,探讨了割缝控制压裂技术的工艺流程,并在逢春煤矿开展了割缝控制压裂、常规压裂和钻孔抽采三种现场试验,对比考察了三种方式的煤层瓦斯抽采效果。现场试验结果表明:由于缝槽卸压和孔隙压力场的存在,脉冲射流割缝控制压裂能降低煤层压裂时的实施压力;通过分析压裂后不同距离煤体瓦斯含量和含水率变化规律,得出割缝控制压裂技术比常规压裂的影响范围更远,提高约33%;煤层实施割缝控制压裂后单孔瓦斯抽采纯量为0.034m^(3)/min,较常规压裂和传统钻孔抽采技术提高了3.7倍和10.6倍,瓦斯抽采汇总浓度约为73%,提高了1.7倍和2.25倍。 展开更多
关键词 脉冲射流割缝 水力压裂 煤层增透 瓦斯抽采
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磨料射流割缝技术防突机理及应用 被引量:12
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作者 周东平 卢义玉 +1 位作者 康勇 夏彬伟 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期86-90,共5页
为改善李子垭南二井3102北机巷掘进碛头瓦斯预抽时间长、掘进速度慢的现状,通过对磨料射流使煤(岩)体损伤模型及防突机理的分析,研究了磨料射流切割破碎煤(岩)体的过程;利用磨料水射流切割煤矸石的实验研究,确定了磨料射流切割煤矸石的... 为改善李子垭南二井3102北机巷掘进碛头瓦斯预抽时间长、掘进速度慢的现状,通过对磨料射流使煤(岩)体损伤模型及防突机理的分析,研究了磨料射流切割破碎煤(岩)体的过程;利用磨料水射流切割煤矸石的实验研究,确定了磨料射流切割煤矸石的各种参数,并研制了一套新型的适合于现场应用的磨料水射流割缝装置。现场试验表明:磨料射流能够切穿单轴抗压强度为62MPa、60~80mm厚度的煤层夹矸,在煤层中形成缝槽,增大了瓦斯涌出自由面,促使煤体大范围快速卸压,增强煤层透气性,首月内瓦斯单孔平均抽采量提高了2.83倍。 展开更多
关键词 磨料水射流 割缝 透气性 掘进速度
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淹没射流旋转割缝技术在突出煤层掘进中的应用 被引量:12
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作者 黄小波 卢义玉 +1 位作者 夏彬伟 康勇 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2012年第3期70-73,117,共5页
针对突出煤层中现有防突措施耗时长,不能满足煤巷掘进需要的问题,提出利用淹没射流在煤层中旋转割缝,大幅增加围岩卸压区长度,改变煤体结构(包括孔隙裂隙结构和应力状态),缩短防突措施时间,从而提高煤巷掘进速度。研究了淹没射流旋转割... 针对突出煤层中现有防突措施耗时长,不能满足煤巷掘进需要的问题,提出利用淹没射流在煤层中旋转割缝,大幅增加围岩卸压区长度,改变煤体结构(包括孔隙裂隙结构和应力状态),缩短防突措施时间,从而提高煤巷掘进速度。研究了淹没射流旋转割缝的卸压增透机理;理论推导出影响射流旋转割缝性能的水力参数;计算出适用于煤巷掘进的射流压力和喷嘴直径数值范围;并通过室内试验确定了煤层普氏系数0.8时的喷嘴最优转速。在平煤集团某矿回风巷掘进面现场试验结果表明,淹没射流旋转割缝技术有效影响半径是单一超前钻孔的2.5倍;钻孔数量较之减少70%,月进尺增加83%,显著提高了工效。 展开更多
关键词 淹没射流 旋转割缝 煤巷掘进 有效影响半径
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