預(yù)抽鉆孔負壓沿孔長變化特性及對瓦斯抽采效果影響研究.pdf

1、開展預(yù)抽瓦斯鉆孔負壓沿孔長變化特性及對瓦斯抽采效果影響的研究工作，對研究抽采條件下瓦斯?jié)B流特性，確定合理的瓦斯抽采參數(shù)，提高瓦斯抽采效果，有效消除抽采空白帶，保障煤礦安全高效開采具有重要的理論和現(xiàn)實意義。本論文以河南焦煤能源集團九里山礦和山西亞美大寧煤礦為研究背景和實驗地點，通過理論分析、實驗室測試、數(shù)值模擬及現(xiàn)場驗證等手段，系統(tǒng)開展了預(yù)抽瓦斯鉆孔負壓沿孔長變化特性及其對瓦斯抽采參數(shù)、瓦斯抽采效果的影響等研究工作。
　　論文在系統(tǒng)

2、分析抽采鉆孔孔口負壓、鉆孔直徑、鉆孔瓦斯流量等參數(shù)對鉆孔孔內(nèi)負壓分布影響的基礎(chǔ)上，得出了抽采鉆孔孔內(nèi)負壓沿孔長的分布規(guī)律。抽采鉆孔孔內(nèi)負壓不是傳統(tǒng)上認為的一個恒定值，抽采負壓沿鉆孔長度方向逐漸減少，與鉆孔長度服從負指數(shù)關(guān)系，其關(guān)系式為px=a+b.e,(a+b)為抽采鉆孔孔口負壓、?為與抽采鉆孔孔口負壓、鉆孔直徑、鉆孔瓦斯流量、鉆孔長度等相關(guān)的擬合系數(shù)。研究得到抽采鉆孔孔內(nèi)瓦斯流量沿鉆孔長度方向逐漸減小，兩者符合負指數(shù)關(guān)系，其關(guān)系式為q

3、x=c4.e-d4.x。
　　論文提出了在孔口抽采負壓、鉆孔直徑、煤層透氣性系數(shù)、抽采時間一定的條件下，和傳統(tǒng)上認為抽采鉆孔徑向上瓦斯壓力等值線呈“U”型分布不同，鉆孔徑向上的瓦斯壓力等值線呈“V”型分布。通過數(shù)值模擬和現(xiàn)場測試得出了抽采鉆孔孔內(nèi)負壓逐漸減少對瓦斯抽采參數(shù)的影響，提出了不同孔深位置的有效抽采影響半徑，即：有效抽采影響半徑不僅與抽采時間、鉆孔直徑、煤層透氣性系數(shù)有關(guān)，還與鉆孔深度密切相關(guān)，各參數(shù)之間符合/)0.50.

4、5(t A B LR=pm.r0.5.t.05.(a+bil)的關(guān)系。研究得到了九里山礦合理的抽采參數(shù)：合理抽采負壓為26.7～39.9kPa，合理抽采鉆孔直徑為94mm～113mm。
　　經(jīng)九里山礦的現(xiàn)場驗證結(jié)果，隨著鉆孔深度的增加，抽采鉆孔孔內(nèi)負壓與孔口相比，均出現(xiàn)明顯的降低，百米鉆孔負壓損失為19.73～22.64％。抽采參數(shù)優(yōu)化后，抽采鉆孔初始瓦斯抽采量為0.0203m3/min，比優(yōu)化前提高了37%。瓦斯流量衰減系數(shù)為0