煤巷條帶穿層割縫鉆孔布置優(yōu)化及應(yīng)用.pdf

1、鉆孔布置是決定煤層瓦斯抽采效果的關(guān)鍵，應(yīng)主要根據(jù)煤層條件和預(yù)抽達(dá)標(biāo)時間來確定鉆孔布置。將高壓水射流割縫技術(shù)應(yīng)用于掘進(jìn)條帶穿層鉆孔時，由于不同煤層條件下的割縫縫槽尺寸和條帶預(yù)抽達(dá)標(biāo)時間不明確，導(dǎo)致布置條帶鉆孔時盲目性強(qiáng)。因此，開展煤巷條帶穿層割縫鉆孔布置優(yōu)化研究，對協(xié)調(diào)煤與煤層氣開采的時空關(guān)系、平衡礦井生產(chǎn)部署具有重要意義。
　　本文采用理論分析與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，分析了不同煤層條件、不同鉆孔布置時的條帶預(yù)抽達(dá)標(biāo)時間，優(yōu)化了重慶

2、某礦W2704S回風(fēng)條帶的鉆孔布置方案，并通過現(xiàn)場試驗對研究結(jié)果進(jìn)行驗證分析。主要研究成果如下：
　　①結(jié)合高壓水射流割縫相似模型實驗結(jié)果，并基于動量定理和連續(xù)損傷力學(xué)等理論，建立了不同煤層條件下射流割縫縫槽尺寸的計算公式。
　?、谝朊后w滲透率、孔隙率的動態(tài)演化模型及 D-P準(zhǔn)則，建立高壓水射流割縫后煤層瓦斯?jié)B流的流-固耦合模型，并采用 COMSOL軟件進(jìn)行二次開發(fā)實現(xiàn)了該模型的求解；數(shù)值研究結(jié)果表明，鉆孔抽采影響半徑隨預(yù)

3、抽時間的增加而增大，二者呈冪函數(shù)關(guān)系；高壓水射流割縫鉆孔的布置方式影響煤層瓦斯運移情況，其中交叉割縫布置方式較合理；建立了煤巷條帶預(yù)抽達(dá)標(biāo)時間與縫槽尺寸、鉆孔間距、滲透率、煤體埋深、瓦斯壓力梯度等因素的關(guān)系表達(dá)式，為條帶鉆孔的合理布置提供指導(dǎo)。
　?、刍谏淞鞲羁p縫槽尺寸計算公式確定了W2704S回風(fēng)條帶的煤層縫槽尺寸，并根據(jù)數(shù)值研究結(jié)果優(yōu)化了條帶鉆孔布置方案；現(xiàn)場試驗表明，煤巷條帶的實際預(yù)抽達(dá)標(biāo)時間與數(shù)值模擬的相對誤差為7.9％