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顺煤层钻孔预抽瓦斯是防止瓦斯超限和煤与瓦斯突出的有效措施,顺层孔的钻进工艺特别是风力排渣的基础参数对其成孔深度影响很大,由于目前对此研究较少,导致钻孔成孔深度不能满足工作面瓦斯抽采的要求。 本论文运用气力输送理论、气固两相流理论,并采用FLUENT数值模拟软件对顺煤层钻孔风力排渣的临界风速、压力损失等基础参数进行研究。主要结论如下: (1)利用国内外气力输送的经验公式计算不同固气比对应的临界风速,并根据流体力学相关理论计算钻孔长度为80m时风力排渣的压力损失。计算结果表明,随着固气比的增大,临界风速基本成对数关系变化;空气在钻杆内孔的压力损失是煤壁与钻杆构成的环空体中气固两相流压力损失的数十倍; (2)利用FLUENT数值模拟软件对钻孔风力排渣过程进行模拟,得到不同固气比对应的临界风速和压力损失。模拟结果表明,随着固气比的增大,临界风速成对数关系增大,压力损失也随之增大,且在每一固定输送量下,都有一个最佳的输送风速,此时的压力损失最小;钻屑粒径对输送风速的影响不明显,临界输送风速随着粒径的减小稍有降低; (3)将计算结果、数值模拟结果和文献中模拟实验结果进行对比,发现三种结果之间误差在20%以内,表明数值模拟所建立的计算模型和相关算法具有较高的准确性和较好的预测能力。