【摘 要】
:
煤层瓦斯突出严重 制约着煤矿的安全生产,而瓦斯预抽是保证煤矿安全生产的必要条件,钻探技术是解决瓦斯预抽的重要手段。由于碎软突出煤层质地较软、压力大,在钻孔施工后,造成孔壁坍塌、通道变形,导致瓦斯流通不畅,阻碍筛管下放,无法高效抽采利用瓦斯。本文以寺家庄煤矿为工程背景对碎软煤层筛管完孔技术进行优化,以期达到高效抽采瓦斯的目的。本文通过现场资料分析研究、理论分析及室内设计计算等研究方法,根据研究区地质
论文部分内容阅读
煤层瓦斯突出严重 制约着煤矿的安全生产,而瓦斯预抽是保证煤矿安全生产的必要条件,钻探技术是解决瓦斯预抽的重要手段。由于碎软突出煤层质地较软、压力大,在钻孔施工后,造成孔壁坍塌、通道变形,导致瓦斯流通不畅,阻碍筛管下放,无法高效抽采利用瓦斯。本文以寺家庄煤矿为工程背景对碎软煤层筛管完孔技术进行优化,以期达到高效抽采瓦斯的目的。本文通过现场资料分析研究、理论分析及室内设计计算等研究方法,根据研究区地质条件分析了井下碎软煤层钻孔质量影响因素,在此基础上对成孔工艺、筛管下放工艺及配套装备进行优化;基于前人对筛管防砂性能及抗压性能的研究,运用Fluent软件模拟筛管内部流场,通过分析筛管内部流场特征,对筛管孔眼形状及排列方式进行优选;最后,在寺家庄煤矿进行了筛管完孔工艺优化试验。研究结果表明:影响研究区钻孔质量的主要因素有地质因素、工艺因素及设备因素,在该研究区煤层坚固性系数、断层、陷落柱等是影响钻孔质量的主要因素,含瓦斯煤岩的蠕变特性会导致钻孔坍塌及变形从而使钻孔质量下降。可以根据矿区条件通过优化工艺及设备提升钻孔质量;成孔工艺优化为空气螺旋钻进,降低了工艺对钻孔质量的影响。筛管下放工艺优化为利用钻杆作护壁套管进行下放筛管,可有效防止因钻孔坍塌对下放筛管产生的阻碍;模拟分析表明在相同条件下,相位差为90°圆孔筛管具有较小的涡流减速区及对流减速区,筛管内部能量消耗最小,出口加权平均速度为34.5m/s。现场监测结果显示瓦斯抽采效果提升了 20%,筛管下放率为97%,表明了经优化的工艺与装备提高了瓦斯抽采效率,验证了上述研究成果的可靠性,为相似研究区提供了范例。
其他文献
建筑业是国民经济的支柱产业,然而由于固有风险高、施工环境复杂、从业者整体安全素养偏低等特点,建筑行业安全生产事故的发生率一直居高不下。大量的建筑业实例及理论研究证明,80%以上的建筑安全事故是由建筑工人的不安全行为所引起的。根据认知心理学研究,人的行为失误实质是人的信息处理失误,建筑施工不安全行为通常是建筑工人安全信息认知错误或偏差的结果。为科学预防并控制由于建筑工人安全信息认知失效引起的建筑安全
近年来由于地震频发,钢筋混凝土框剪结构主要竖向承重构件框架柱极易遭受破损毁坏,引致结构局部乃至整体坍塌,针对该问题科研学者提出了柱顶滑移框架柱设想,即结合一定措施减小甚至完全免去地震下部分框架柱的弯矩和剪力,同时保证此部分柱子在地震时基本保持完好且能够独自承担绝大部分结构自重,以此更好地实现结构抗震倒塌。基于此,本文结合学者提出的这一特殊设想,将其应用到某实际工程算例钢筋混凝土框剪结构中,并逐一开
近年来,气候变化、极端气候事件频发、温室气体过量排放使全球气候系统变暖,这类环境问题已成为世界关注的焦点。根据联合国环境规划署统计,建筑行业消耗了全球大约30~40%的能源,并排放了几乎占全球30%的温室气体,给全球气候和环境带来了巨大挑战。习近平主席在“领导人气候峰会”的讲话中强调中国正在制定碳达峰行动计划。我国如何在2030年前实现碳达峰,占全国总碳排放量40%以上的建筑行业责任重大。控制建筑
随着我国煤层浅部煤炭资源的大量开采,开采深度正在逐年增加,导致开采煤层的地温高、地应力大。由于采空区处于高温、高湿的环境,采空区浮煤自然发火危险性增强。本文以某矿1303综放面采空区煤自燃防治为研究对象,采用实验室测定,现场观测,数值模拟相结合的方法,开展了煤自燃危险区域判定及防控方法研究。通过程序升温模拟不同湿度环境条件对煤自燃的特性以及不同初始温度下煤样自燃过程,结果表明:在相同温度不同湿度对
如何以最快速度定位管线病害点,获取地下管线渗漏病害发育程度、病害位置信息,是当今市政管线应急处置的重点,也是市政规划建设热点研究问题,探地雷达(Ground-penetrating radar,GPR)技术相比于传统探测手段具有探测高效、空间分辨率高、探测目标种类广、无损检测、抗干扰能力强且应用环境广泛等特点,在隐蔽地下条件探测中有优势。但是,随着如今地下空间不断开发利用,地下管线所处环境也日趋复
随着产品柔性化、定制化的生产模式快速发展,作为制造业智能装备的工业机器人,其单台独立运行的工作模式难以满足复杂零部件的焊接加工,因此,本文研究建立由工业机器人与变位机组成的协作焊接工作站。首先,在分析工业机器人与变位机之间的运动形式及其轨迹约束的基础上,建立了基于主从运动链的机器人协作焊接工作站耦合运动学模型,分别对工业机器人和变位机的运动学方程进行求解;基于最佳焊接效果的位姿要求,阐述了耦合运动
我国西部矿区煤炭资源丰富,但其生态环境脆弱,水资源匮乏,煤矿大规模高强度开采对部分地区地层结构、水资源和生态环境会造成不同程度的扰动破坏。因此研究采煤活动引起的上覆岩层破坏规律、地下水资源的影响程度对于煤炭资源合理开发及地下水资源保护具有重要意义。本文以榆神矿区某井田2-2煤、3-1煤开采为例,综合运用野外调查、资料收集整理、统计分析、理论公式计算、数值模拟和数学建模分析等方法对井田内水文地质特征
煤与瓦斯突出是制约下峪口煤矿安全生产的主要灾害,矿井主采的2#、3#煤层均为突出煤层,客观上2#煤层突出危险性小于3#煤层,可以作为上保护层开采。为保障下峪口煤矿安全高效生产,本文对矿井保护层开采瓦斯综合治理方案进行了研究。本文在调研下峪口煤矿瓦斯地质条件的基础上,分析了矿井煤层突出危险程度及保护层开采的可行性,选择2#煤层作为3#煤层的保护层。以23206、23208、23306采面为研究背景,
作为采煤机设备的关键零部件齿圈是保证采煤机动力传递的重要部分。在齿圈生产制造的过程中,要获得良好的耐磨性、抗疲劳强度和硬度,就需要对齿圈进行热处理,而渗氮是关键热处理之一。因此控制渗氮齿圈的质量和对齿圈的热处理工艺进行优化研究对提高齿圈的使用性能有着重要的意义。本文针对采煤机齿圈的热处理工艺进行研究分析,选用材料42CrMo钢,通过分析总结影响齿圈渗氮的质量因素,先建立三维模型并利用Deform对
煤田自热自燃现象一直是困扰世界主要产煤国家重大灾害问题。若将煤自燃产生的有害废热加以回收利用,不仅可以解决长期困扰矿区的煤自燃问题,同时也能将煤田热能进行再利用。热管移热降温是一种利用相变潜热来快速转移热量的过程。当热管插入煤堆时,通过煤堆内部氧化高温与外界环境温度差作为热管蒸发端起动热源,以使热管充分发挥相变连续移热特性,以实现煤堆降温的目的,同时在热电转换技术的作用下,将热管提取煤中的热量加以