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《河南理工大学》 2010年
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淮南矿区典型煤层水力冲孔技术参数研究及消突效果考察

赵文武  
【摘要】: 煤与瓦斯突出防治是世界性难题,无保护层开采的低透气松软的严重突出煤层石门揭煤和快速掘进防突是目前乃至今后较长一段时期的防治重点,探索解决严重突出煤层石门揭煤和快速掘进防突技术,在保证安全的前提下大幅度提高掘进速度,改变采掘接替紧张、实现煤矿安全高效开采是高突矿井可持续发展的当务之急。 水力冲孔技术是在石门揭煤和煤巷掘进过程中,采用高压水射流技术,在突出危险煤层中,冲出若干直径的孔洞,冲孔过程中冲出一部分煤体和瓦斯,从而使孔洞及其周围煤体充分卸压,使煤体内的集中应力带前移,破坏煤体的应力场分布,从而达到综合防突的目的。针对严重突出煤层揭煤和掘进速度缓慢、防突过程中存在安全隐患等问题,论文以实现严重突出煤层快速揭煤及安全高效掘进为目标,采用理论分析,现场工业试验和计算机数值模拟相结合的方法,研究了高压水射流开挖突出煤体快速破煤的力学机制,确定了不同普氏硬度的煤体的破煤的临界水压及最佳冲孔水压。依据流体力学理论,研发了水力冲孔技术装备,优化了水力冲孔技术参数,通过水力冲孔前后瓦斯压力、钻孔瓦斯流量、巷道瓦斯涌出量以及钻屑瓦斯解吸指标并结合钻孔瓦斯抽放效果考察了水力冲孔的有效影响半径及卸压增透效果。在淮南矿业集团的大力支持下,通过大量现场试验结合RFPA数值模拟软件得出水力冲孔过后钻孔周围煤体瓦斯场的变化情况,并阐述了水力冲孔的防突机理,建立了以水力冲孔技术为核心的快速安全揭煤的技术行标。在部分突出矿井的实际应用表明,该措施具有施工工程量小、防突效果显著、校检超标率低、工作环境得到改善等优点,确保在严重突出煤层快速揭煤和掘进的安全,杜绝了在执行防治煤与瓦斯突出措施过程中的人员伤害,实现了严重煤与瓦斯突出煤层安全高效的采掘。
【学位授予单位】:河南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TD713.34

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王新新;高压水射流破煤作用及水力冲孔防突技术研究[D];安徽理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 任培良;水力冲孔卸压增透技术的研究与应用[D];河南理工大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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10 刘宝振;;综采放顶煤工作面火灾事故的分析与研究[A];安全高效矿井安全保障技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2011)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏风清;煤与瓦斯突出的物理爆炸模型及预测指标研究[D];河南理工大学;2010年
2 杨宏民;井下注气驱替煤层甲烷机理及规律研究[D];河南理工大学;2010年
3 袁东升;近距离保护层开采多场演化及安全岩柱研究[D];河南理工大学;2010年
4 黄西成;内爆与外爆加载下壳体的力学状态及破坏模式分析[D];中国工程物理研究院;2010年
5 李佳;载人潜器阻力性能的数值和试验预报及外形优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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7 贺克羽;新型控制棒水力驱动系统研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
8 杨敬源;井壁稳定性若干力学问题的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 顾璇;近地/海运动过程中的空气动力学分析[D];哈尔滨工程大学;2009年
10 王兴如;基于超高压纯水射流的船壁除锈除漆关键技术与爬壁试验研究[D];大连海事大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王利强;突出煤层水力径向压裂石门快速揭煤技术研究及应用[D];河南理工大学;2010年
2 杨文旺;七星矿井瓦斯地质规律与瓦斯预测[D];河南理工大学;2010年
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8 李波;天池煤矿瓦斯分布规律及突出危险性研究[D];河南理工大学;2010年
9 王永周;李子垭井田瓦斯赋存规律与突出预测[D];河南理工大学;2010年
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【同被引文献】
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1 魏雪英,张春燕,马淑芳;射流侵彻作用下陶瓷材料的性态与阻力[J];兵工学报;2005年04期
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 任培良;水力冲孔卸压增透技术的研究与应用[D];河南理工大学;2009年
【二级参考文献】
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1 冯西桥;脆性材料的细观损伤理论和损伤结构的安定分析[D];清华大学;1995年
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10 周峰 纪勇;张庄矿有了无人工作面[N];中国煤炭报;2000年
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4 王海东;深部开采低渗透煤层预裂控制爆破增透机理研究[D];中国地震局工程力学研究所;2012年
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6 周东平;空化水射流声震效应促进煤层瓦斯解吸渗流机理研究[D];重庆大学;2010年
7 王平虎;寺河矿高瓦斯抽放与突出综合防治技术试验研究[D];中国矿业大学(北京);2010年
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10 袁东升;近距离保护层开采多场演化及安全岩柱研究[D];河南理工大学;2010年
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4 申伟鹏;煤矿水力冲孔射流的数值模拟与破煤机理研究[D];河南理工大学;2011年
5 高振周;煤矿井下水力冲孔快速消突的射流特性与防突机理研究[D];河南理工大学;2010年
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8 陈雷;低透气性高瓦斯煤层水力冲孔防突技术研究[D];安徽理工大学;2010年
9 李波;义安矿水力冲孔卸压增透消突技术研究[D];河南理工大学;2010年
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