【摘 要】
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煤层瓦斯抽采是解决煤矿瓦斯灾害的主要技术措施,而失稳坍塌和煤渣积聚造成的钻孔堵塞失效严重影响瓦斯抽采效果.为了解决上述问题,利用高压水射流在破孔透孔和疏通排渣方面的技术优势,研制了轻型气动水力化解堵修复装备,确定了该系统装备的水力参数,包括系统阻力损失、水力破煤岩参数和钻孔修复喷头结构参数,实现了对钻孔堵塞段的疏通解堵,形成了经济、高效的瓦斯抽采钻孔修复技术工艺.在石壕煤矿南五区3#瓦斯巷应用结果表明,试验穿层钻孔23个,修复后效果显著的钻孔达91.3％,修复完成后45 d内单孔平均抽采瓦斯浓度和纯流量由
【机 构】
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瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室,重庆400037;中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆400037
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煤层瓦斯抽采是解决煤矿瓦斯灾害的主要技术措施,而失稳坍塌和煤渣积聚造成的钻孔堵塞失效严重影响瓦斯抽采效果.为了解决上述问题,利用高压水射流在破孔透孔和疏通排渣方面的技术优势,研制了轻型气动水力化解堵修复装备,确定了该系统装备的水力参数,包括系统阻力损失、水力破煤岩参数和钻孔修复喷头结构参数,实现了对钻孔堵塞段的疏通解堵,形成了经济、高效的瓦斯抽采钻孔修复技术工艺.在石壕煤矿南五区3#瓦斯巷应用结果表明,试验穿层钻孔23个,修复后效果显著的钻孔达91.3％,修复完成后45 d内单孔平均抽采瓦斯浓度和纯流量由36％和0.0035 m3/min提升至60％和0.0082 m3/min,分别提高了67％和134％,解堵修复效果较好,有效提高了瓦斯抽采钻孔的利用率和抽采效率.
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以吸附干燥装置气体均匀分布为出发点,基于流体力学相关理论建立数学模型,对低浓度煤层气吸附干燥装置布气系统进行数值模拟研究,提出了吸附塔内布气系统的优化方法.通过计算发现,对于实际应用中的圆柱干燥塔,由于进气管与塔体连接处结构设计欠佳,轴向气流分配不均非常严重,气流速度的绝对不均匀系数为1.028;在吸附塔内安装孔板型布气系统,挡板上小孔整体排列,孔径均为3.0 mm,气流速度的绝对不均匀系数由1.028下降到0.321,均匀性得到改善;将布气系统挡板中心的孔径减小到1.5 mm,将靠近壁面的孔径增大到4.
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为研究新型凝胶泡沫对煤体阻化作用的效能与影响,基于程序升温实验,对凝胶泡沫处理前后的不同粒径煤样组进行实验,分析煤样升温过程中的耗氧速率、CO与CH4气体体积分数及其产生率,以及凝胶泡沫对煤样的阻化率.研究结果表明:煤的粒径不同,其耗氧速率也不同,经新型凝胶泡沫处理煤样的CO、CH4气体的体积分数及其产生率均明显低于未经处理的煤样;在100益时,粒径小于0.9 mm煤样的阻化率为59.23％,粒径3～5 mm煤样的阻化率为61.69％,粒径6～10 mm煤样的阻化率为65.63％,各粒径煤样受凝胶泡沫的阻
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