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题名煤与瓦斯共采钻孔增透半径理论分析与应用
被引量：27
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作者
马念杰
郭晓菲
赵希栋
李季
闫振雄
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机构
中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第1期120-127,共8页
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基金
国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2011CB201204)
国家自然科学基金重点资助项目(51234005
51434006)
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文摘
在煤与瓦斯共采时,受采动加、卸载应力影响,瓦斯抽采钻孔围岩塑性区内煤体会产生大量裂隙,增大了瓦斯的渗透率,形成瓦斯增透圈,增透圈半径的大小直接影响瓦斯的抽采效果。以钻孔围岩"蝶形塑性区"理论为基础,建立了钻孔塑性区与瓦斯增透圈模型,首次推导出了钻孔增透圈半径解析式。深入分析了钻孔增透半径影响因素发现:增透半径与钻孔半径成线性正比例关系,与最小围压和围压比值呈类指数增长关系,与岩石黏聚力和内摩擦角呈负指数变化关系;其中最小围压与围压比值是影响增透半径的关键因素,深部开采与高围压比值是形成大尺寸有效增透圈的必要和充分条件。这一理论为煤与瓦斯共采中瓦斯抽采钻孔间距设计、位置选择、方向确定、采场与钻孔布置在时间和空间上关系协调提供了科学依据。
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关键词
煤与瓦斯共采
增透半径
钻孔增透圈
蝶形塑性区
围压比值
深部开采
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Keywords
exploitation of coal and gas
permeability-increasing radius
permeability-increasing circle of drilling
butterfly plastic zone
confining pressure ratio
deep mining
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分类号
TD712
[矿业工程—矿井通风与安全]
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题名真三轴应力条件下钻孔围岩塑性区及增透半径研究
被引量：20
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作者
尹光志
鲁俊
张东明
李铭辉
邓博知
刘超
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机构
重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室
重庆大学资源及环境科学学院
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出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第A01期1-10,共10页
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基金
国家自然科学基金项目（No.51434003,No.51374256,No.51804049）~~
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文摘
深部岩体处于三维应力场中受开挖扰动影响钻孔、巷道围岩处于明显的真三轴应力状态。钻孔抽采技术是煤矿广泛用于瓦斯治理的重要措施,钻孔周围塑性区是瓦斯流动的优质通道,研究钻孔围岩塑性区特性对于抽采钻孔的优化布置至关重要。为研究钻孔围岩的塑性区特性,基于广义平面应变理论分析围岩应力分布,比较几种常用强度准则(MC、Mises、D-P、MLC、SMP)的适用性和精确性,对比试验结果表明,MLC准则能较好地表征岩石的真三轴强度特性。基于MLC准则推导了围岩塑性区半径公式,分析偏应力、中间主应力、岩石内摩擦角、岩石黏聚力和钻孔半径对增透半径的影响,结果表明,增透半径随着偏应力的增大而增大,随中间主应力的增加先减小后增大,随岩石内摩擦角、岩石黏聚力的增加而逐渐减小,随钻孔半径的增加而线性增大。研究结果可为实际工程中巷道支护、煤层瓦斯抽采等技术的参数设计等提供重要参考。
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关键词
真三轴应力
强度准则
钻孔
塑性区
增透半径
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Keywords
true triaxial stress
strength criterion
borehole
plastic zone
permeability-increasing radius
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分类号
TD712.6
[矿业工程—矿井通风与安全]
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题名煤层水力压裂增透影响半径试验研究
被引量：19
- 3
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作者
李树刚
马瑞峰
许满贵
徐刚
张天军
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机构
西安科技大学能源学院
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出处
《矿业安全与环保》
北大核心
2014年第3期9-11,16,共4页
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基金
国家自然科学基金项目(51174157)
陕西省教育厅科研计划项目(2013JK0863)
西安科技大学博士启动基金项目(2012QDJ021)
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文摘
在分析煤层水力压裂增透机理的基础上，根据五阳煤矿地质条件，经现场试验确定出适合五阳煤矿的水力压裂工艺及压裂参数。水力压裂后，在增透影响半径内煤层瓦斯平均抽采浓度和平均抽采纯流量较原始抽采增大2．3倍和2．6倍，煤层平均含水率增大1．78倍。通过综合测定钻孔瓦斯抽采纯流量、抽采浓度和煤层含水率得到水力压裂增透影响半径为20～25 m，压裂湿润煤体范围略大于压裂增透范围。
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关键词
煤层
水力压裂
瓦斯抽采
增透影响半径
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Keywords
coal seam
hydraulic fracturing
gas extraction
permeability increasing radius
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分类号
TD712
[矿业工程—矿井通风与安全]
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题名石门揭煤区液态CO_2致裂增透加速消突技术
被引量：5
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作者
苏伟伟
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机构
煤科集团沈阳研究院有限公司
煤矿安全技术国家重点实验室
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出处
《煤矿安全》
CAS
北大核心
2019年第2期144-147,151,共5页
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基金
"十三五"国家大型油气田及煤层气开发科技重大专项资助项目(2016ZX05045-004-001)
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文摘
针对低透气强突出煤层在石门揭煤过程中消突工程量大、作业环节复杂及揭煤周期长等特点,在揭煤前布置的瓦斯抽采孔内实施液态CO_2相变致裂增透卸压技术,经理论计算和现场考察确定4号煤层的增透半径为6 m。该技术在-650运输巷揭穿4号煤层的工作面进行了试验,结果表明:致裂前后,钻孔平均抽采瓦斯浓度从20.2%提升至42.6%,单孔平均日抽采量从1.56 m3/d提升至3.76 m3/d,且近20 d内保持高效抽采,在1个月内完成抽采达标和消突任务,抽采率为48.16%,缩短抽采时间43%;在揭煤区取样测试煤体的残余瓦斯含量平均值为5.41m3/t,反演残余瓦斯压力平均值0.27 MPa,采用钻屑解吸指标法测试钻屑量S最大值4.7 kg/m,钻屑解吸指标△h2最大为140 Pa,所有测值均小于突出临界值;煤层揭穿期间回风流瓦斯浓度仅有4%,实现安全高效快速揭煤。
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关键词
液态CO2
增透半径
揭煤
低透气突出煤层
瓦斯抽采
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Keywords
liquid CO2
permeability increase radius
coal uncovering
low permeability and outburst seam
gas drainage
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分类号
TD712
[矿业工程—矿井通风与安全]
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