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基于应力监测的水力冲孔有效半径测定方法研究*

2021-08-25程子华

铜业工程 2021年3期

程子华

(1.河南神火煤电股份有限公司,河南 永城 476600;2.中国矿业大学 安全工程学院,江苏 徐州 221116)

1 引言

我国部分煤矿具有高瓦斯、低渗透性等特点,导致煤层瓦斯抽采效率低、抽采周期长等问题,严重影响煤矿的安全生产[1-3]。因此通过多种技术方法使得煤层增透,提高瓦斯抽采率,其中水力冲孔是有效的煤层增透技术措施。

水力冲孔是利用高压水射流将钻孔围岩破坏,围岩产生裂隙、缝隙提高煤层的渗透率,并且可使部分吸附瓦斯转变成游离瓦斯,游离瓦斯通过裂隙、裂缝排除。通过以上两方将提高煤层瓦斯抽采效率[4-7]。

而监测水力冲孔有效半径,能检验煤层增透效果。目前学者对有水力冲孔效半径进行了研究。杨帅[8]等建立基于Klinkenberg效应的瓦斯运移气固耦合模型,并利用该模型进行模拟不同出煤量条件下水力冲孔的有效半径;华明国[5]等针对倾斜煤层水力冲孔有效半径进行研究,模拟发现沿煤层倾向方向水力冲孔有效影响半径存在差异,由于煤层倾角较大冲孔影响范围呈椭圆形分布,对沿煤层倾向位于冲孔上部的煤层影响效果比位于冲孔下部大 ;郝从猛[9]等利用 COMSOL Multiphysics模拟造穴后瓦斯抽采有效半径,计算合适的布孔间距,并在现场实践验证了合理性;陶云奇[10]等通过水力冲孔物理模拟系统研究水力冲孔卸压增透机理以及瓦斯运移规律;夏善奎[11]等对视电阻率法进行反演水力冲孔有效半径的原理进行解释,并在现场验证了该方法的有效性;……

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