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突出煤层水力挤出快速消突技术研究

滑俊杰  
【摘要】:水力挤出措施是近年发展的一种水力化防治煤与瓦斯突出措施。通过一些高瓦斯矿井现场试验应用表明,该措施具有施工工程量小、效检超标率低、防突效果明显、井下工作环境得到明显改善等优点。 本文在综述国内外水力冲孔、水力压裂、水力冲刷及煤层注水等防突技术的基础上,阐述了水力挤出技术与上述水力化措施的区别。运用矿山岩石流体力学、弹性力学、渗流耦合理论和弹塑性损伤力学等理论知识,对水力挤出过程中煤体的破坏规律进行了研究,阐明了水力挤出防治瓦斯的机理。在研究影响水力挤出技术参数的基础上,运用渗流—应力耦合理论,建立起煤体破裂过程中渗流—应力—损伤耦合模型,借助数值模拟软件RFPA~(2D)对高压注水作用下的注水孔四周煤体破裂及煤体挤出位移过程中应力场、注水水压分布场、声发射场、位移矢量场和煤体在水力化作用下渗透性变化规律进行模拟研究。以鹤壁煤业集团中泰矿业公司(鹤壁四矿)实际测定瓦斯参数和效检参数为基础,结合模拟软件RFPA~(2D)进行模拟实际注水效果,获得一定的研究成果,并取得相应结论。在鹤壁煤业集团中泰矿业公司(鹤壁四矿)进行了水力挤出现场试验,验证了模拟结果的可靠性,得出了水力挤出措施具有良好的防突效果。


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