对于采动影响煤层水力冲孔卸压增透技术-

论文导读：
摘要：我国煤层地质条件复杂,赋存情况多变,矿井煤与瓦斯突出危险性较大,一旦发生突出,将给矿井造成巨大人力、物力损失。提升煤层瓦斯抽采效率是防止煤与瓦斯突出的有效手段之一,通过预抽煤层中瓦斯可以有效降低煤层中瓦斯压力,增大煤层透气性。水力冲孔利用高压水射流切割破碎煤体,在煤层内部冲出大直径孔洞,利用煤体自身膨胀变形卸压,以而在一定区域内消除发生突出危险的可能性。本论文采取论述浅析、数值模拟和现场试验相结合的探讨策略,探讨了水力冲孔后冲孔钻孔周围煤体应力分布特点、裂隙发育情况及渗透性的变化规律,并将探讨成果运用于张集矿北区6煤的瓦斯治理上,同时该探讨成果对于其他有类似瓦斯赋存情况的煤层瓦斯治理也具有重要的指导作用。论述方面,通过浅析煤与瓦斯之间耦合联系探讨了水力冲孔后破碎煤体中瓦斯流动时渗透性的变化情况。本论文数值模拟主要借助RFPA2D-Flow数值模拟软件,通过模拟最终得出水力冲孔后钻孔周围煤体的应力分布情况,并将其划分为“三带”。在水力冲孔历程中,随着冲孔半径的不断扩大,应力集中峰值不断向煤体深处移动,水力冲孔的有效影响范围也在不断扩大,最终通过模拟结果确定水力冲孔有效影响半径为5m-10m之间。现场试验部分主要是在张集矿北区进行,通过在冲孔钻孔周围布置间距不等的测压孔考察水力冲孔的有效抽采半径,最终确定进行水力冲孔的有效冲孔水压为10MPa-15MPa,水力冲孔的有效影响半径为7.5m～10m之间,与模拟结果基本相一致。综上所述,水力冲孔在对煤层中应力、瓦斯的分布都有很大的影响,在多方面的综合作用下使煤体的突出危险性降低。本论文通过论述浅析、数值模拟和现场试验证明了水力冲孔措施对于高瓦斯突出煤层消突具有广泛的适用性和有效性。关键词：水力冲孔论文应力分布论文高压水射流论文采动影响煤层论文
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Abstract6-13
引言13-15
1 绪论15-19

1.1 水力冲孔国内外进展概况15-16

1.2 固流耦合国内外探讨近况16-17

1.3 目前有着的主要不足17

1.4 本论文探讨的主要内容和策略17-19

2 卸压煤岩体内瓦斯流动的规律19-29

2.1 煤岩体渗流特性的探讨19-21

2.2 煤与瓦斯渗流耦合特性的探讨21-23

2.1 瓦斯在煤层中线性渗流21-22

2.2 瓦斯在煤层中非线性渗流22

2.3 瓦斯在煤层中的扩散渗透22-23

2.3 煤岩体破碎历程中瓦斯渗透性的演化23-24

2.4 瓦斯在煤岩体中运动基本规律24-28

2.5 本章小结28-29

3 采动影响煤层水力冲孔技术探讨29-37

3.1 水力冲孔的原理浅析29

3.2 水力冲孔对煤体应力分布的影响29-31

3.3 水力冲孔对煤体中瓦斯压力和瓦斯含量的影响31-32

3.4 水力冲孔的破煤原理32-34

3.5 采动影响煤层中进行水力冲孔的可行性探讨34-35

3.6 本章小结35-37

4 采动影响煤岩体水力冲孔后煤岩破碎数值模拟浅析37-55

4.1 数值模拟软件的介绍37-38

4.2 渗流—损伤耦合方程38-39

4.3 煤体裂隙网络中的渗流耦合39-40

4.4 水力冲孔数值模拟探讨40-54

4.1 水力冲孔的数值模拟41-50

4.2 水力冲孔结合瓦斯抽采数值模拟50-54

4.5 本章小结54-55

5 采动影响下水力冲孔现场试验探讨55-73

5.1 矿井及试验区概况55-57

5.

1.1 矿井概况55

5.

1.2 矿井概况55-56

5.

1.3 试验区概况56-57

5.2 水力冲孔煤层基本瓦斯参数测定57-61
5.

2.1 原始瓦斯压力57-58

5.

2.2 原始瓦斯含量58-59

5.

2.3 瓦斯流量衰减系数59-60

5.

2.4 水力冲孔前瓦斯抽采半径60-61

5.3 采动影响煤层水力冲孔现场施工工艺61-64
5.

3.1 水力冲孔试验设备的介绍61-62

5.

3.2 水力冲孔钻孔位置的布置62-64

5.4 采动影响煤层水力冲孔试验历程64-69

5.5 水力冲孔影响因素浅析69-71

5.6 水力冲孔后瓦斯抽采钻孔的优化布置71-72

5.7 本章小结72-73

6 结论与展望73-75

6.1 结论73-74

6.2 展望74-75

参考文献75-79
致谢79-81
作者介绍及读研期间主要科研成果81