高压水射流割缝诱导钻孔喷孔机理及防治措施

针对高压水射流割缝技术在煤层增透的运用中极易发生喷孔的动力现象,对其喷孔机理进行了理论分析,并提出了相应的喷孔防治措施。最后在中国平煤神马集团十矿己15-24080工作面中间底位巷进行现场应用,结果表明:喷孔防治措施具有良好的适用性,能有效地防治高压水射流割缝过程中出现的喷孔等动力现象,使钻孔喷孔次数比例由64.7%降为15.0%,抱钻孔数由35.3%降低为1.7%,正常孔数比例由35.3%增加到85.0%,保证了现场施工的安全有序进行。     

特厚松软煤层石门快速揭煤研究

分析得出特厚松软煤层普通钻孔预抽瓦斯失效的主要原因是钻孔塌孔,阐述了塌孔对瓦斯抽采流动的影响,对特厚松软煤层有针对性采用高压水射流卸压增透措施进行石门快速揭煤试验。提出了松软煤层高压水射流"掏空开采式"作用机理,提出了连续和间隔高压水射流2种模式下的水射流钻孔"卸压三带":冒落变形带、裂隙带和原始煤层带。在现场对穿煤长度58 m的特厚松软石门进行高压水射流快速揭煤试验,该措施能使钻孔周围尤其是钻孔深部煤体有效卸压,透气性增强,抽采达标时间大大缩短。从而解决了普通钻孔预抽失效的问题,实现了松软厚煤层石门快速揭煤。     

高压水射流割缝提高穿层钻孔瓦斯抽放效果的试验

 针对如何解决高瓦斯煤层采掘过程中瓦斯超限的问题,提出了高压水射流割缝提高穿层钻孔瓦斯抽放效果的技术。文章分析了高压水射流割缝对瓦斯的作用机理,介绍了高压水射流割缝系统设备、工艺以及现场试验情况。通过对钻孔进行高压水射流割缝,从而增加了钻孔的煤层暴露面积以及卸压范围,钻孔瓦斯抽放量提高了2倍以上,瓦斯抽放效果有了显著的提高。     

高压水射流环切割缝自卸压机制与应用

为解决深部矿井低透气性煤层瓦斯抽采难题,针对穿层钻孔提出了高压水射流环切割缝煤层自卸压增透技术。通过瓦斯流动理论分析普通钻孔及环割钻孔瓦斯流动模式,分别建立了普通钻孔及环割钻孔瓦斯流动微分方程,获得了高压水射流环切割缝自卸压技术改善煤层瓦斯流动机制;采用FLAC3D软件建模分析高压水射流割缝后钻孔周边煤体应力演化规律,基于煤体卸压程度及塑性区分布特征,确定了穿层钻孔合理化割缝参数;通过底板穿层钻孔高压水射流环切割缝技术现场考察,环切割缝后煤层变形量达到0.136%,煤层透气性系数较原始状态提高了42倍,瓦斯抽采纯量相较普通钻孔提高3.44~5.32倍,同等条件下煤层抽采半径提高了1倍以上。理论研究与现场试验均表明,采用高压水射流切割在煤层内部形成环形缝槽,能有效改善钻孔煤体应力状态,增加煤层渗透性,提高瓦斯抽采效率。     

高压水射流割缝对煤体扰动影响规律研究及应用

基于高压水射流割缝层内卸压增透技术,运用ANSYS软件建立模型,模拟了高压水射流割缝后不同割缝宽度条件下煤体位移、应力的变化,根据模拟结果分析了割缝煤体受扰动影响的变化规律;同时在平煤集团十三矿进行了现场的试验和应用,并对割缝钻孔和普通钻孔进行了单孔抽采流量考察。ANSYS模拟研究表明,割缝宽度不同造成周围煤体位移和应力显著变化,割缝宽度增大煤体受扰动影响范围增大,加大了煤体裂隙扩展,提高了割缝煤体的卸压效果;经现场试验和应用,煤体进行高压水射流割缝后,割缝钻孔起始瓦斯抽采量是普通钻孔的2.5倍,且在考察时间内割缝孔的抽采流量远大于普通孔,提高了瓦斯抽采效率。     

高压水射流扩孔技术的研究

从高压水射流的理论基础和煤岩的失效机理2个方面，对高压水射流扩孔的机理进行了研究。介绍了高压水射流扩孔技术的装备和工艺。对研究开发的高压水射流扩孔技术和装备进行了现场试验研究，取得了好的效果。高压水射流扩孔是提高钻孔抽排效果的一项经济可行的新技术。     

高压脉冲水射流切缝技术在石门揭煤中的应用

分析了平煤股份四矿三水平副井己15专回通路煤层赋存条件,编制了石门揭煤方案,设计了高压水射流钻孔切缝实施工艺。现场试验表明,高压脉冲水射流切缝技术的钻孔数减少35.5%,石门揭煤时间缩短35%以上,实现了安全快速揭煤的预期目标。     

高压水射流破煤机制及技术应用研究

为了研究高压水射流对破煤机制以及对该技术的推广应用,本文以云冈矿为工程背景,通过理论计算、数值模拟、现场试验等技术手段对高压水射流破煤机制及技术应用进行研究。数值模拟表明,随着高压水射流与煤体作用时间的延长,高压水射流在煤体形成的坑底尺寸逐渐变大,随着后续水流的不断增加,能量不断升高,会继续对煤体进行损伤破坏。现场试验表明,钻孔累计抽采瓦斯纯量约为42 598.13 m3,与之前未进行高压水射流冲孔造穴相比,平均瓦斯抽采浓度提高3.2倍,平均抽采纯量提高7.3倍。     

松软煤层水射流卸压增透技术

采用水射流卸压增透技术对低透气性松软煤层进行强化抽采,通过对水射流措施过程中的平均瓦斯涌出量、出煤量、喷孔情况等关键特征进行分析,得出钻孔瓦斯平均涌出速度、出煤量是水射流卸压增透效果的有效考察指标。对于松软煤层来说,钻孔最后一次喷孔的瓦斯涌出量与时间斜率绝对值也是一个重要指标,能较直接地反应水射流措施后的卸压效果。坚固性系数在0.2左右的煤体,径向喷孔的直径在4.00 mm的情况可以较好进行水射流卸压增透。     

高压旋转射流在顺层钻孔强化抽采中的应用研究

分析了旋转射流破煤增透机理,据此研发了井下高压旋转水射流扩孔系统装备及工艺并在城山煤矿进行了现场试验。现场应用表明:高压水射流扩孔后的钻孔孔径为扩孔前孔径的3.3倍;100 m钻孔的平均瓦斯抽放速度是常规钻孔的1.79倍。旋转射流扩孔增加了钻孔周边煤体的卸压范围,提高了煤体的渗透系数,从而大幅度提高了瓦斯抽放量。     

喷嘴结构参数对射流流场影响的仿真与研究

基于Fluent软件平台,在边界条件及初始条件不变的情况下,用单因素法研究影响锥直形喷嘴射流流场的因素。由仿真结果可知:收缩角、长径比、收缩段长度以及喷嘴的直径都对射流的流场有重要影响。     

环形射流泵射流附壁效应与自吸性能的实验研究

在 大面积比环 形射流泵 中会发生 高速射流的 附壁流动, 影响射流 泵的自吸 性能的发 挥,本文通过实验,研究了射流附壁效应与环形射流泵自吸性能 及射流泵各结构参数之间的关系。     

旋喷成桩新技术——振孔旋喷

该文阐述了振孔旋喷工艺设备的结构原理、适用范围,并结合工程实例说明了应用情况。     

水射流切削碎岩技术

水射流虽是很细的喷流，但是，单位面积上的加工能量却是极大的，在水射流中加入相应的磨料，形成水喷砂流，则喷砂切削碎岩的实用性就更强了。     

气流粉碎设备的发展

介绍了目前气流粉碎设备发展的基本情况,并且对几种机型的性能进行了评价。分析了影响工艺性能的几个工艺参数,提出我国气流粉碎设备的发展方向。     

基于ANSYS CFX的水射流负压引射除尘装备数值模拟

水射流负压引射集尘装备研制过程中,通过建立水射流负压引射集尘装备的数学模型、几何模型,利用ANSYS CFX数值模拟软件对水射流负压除尘装置进行参数优化,并进行了12组数值模拟。该除尘装置在中国平煤神马集团、郑煤集团的12家煤矿得到了应用,效果良好。     

冰粒磨料射流系统设计

冰粒磨料射流是一项绿色的清洗技术。它将低温技术和水射流技术相结合,其显著优点:连续提供冰粒,一旦清洗完毕,冰粒立即融化排走,避免了磨料的回收和处理。基于过冷水动态制冰的原理,建立一套冰粒磨料射流系统,对相关设备进行选型和设计。     

前混合原理用于井下便携式水射流切割机设计中的特点分析

通过对前混合和后混合磨料射流能量传递过程和切割过程的分析,得出了前混合和后混合磨料射流切割能力的数学关系。通过前混合和后混合磨料射流切割的实验验证了其方程结果。得出了在相同输入条件下前混合磨料射流的切割能力是后混合的10倍以上的结果。