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气爆卸压增透防治井筒揭穿煤层突出的数值模拟研究

发布时间:2019-07-17 17:21
【摘要】:爆破震动卸压增透抽采瓦斯是消除井筒揭穿低透气性煤层煤与瓦斯事故的根本措施。采用有限差分数值模拟的方法,研究了气爆冲击震动卸压范围对井筒揭穿煤层卸压增透防突效果的影响。结果表明:当冲击震动卸压范围较小时,井筒揭穿卸压煤层后,煤层无支承压力增高区的出现;当卸压范围较大时,则依次出现支承压力三区,且支承压力增高区的宽度有随卸压范围的增大而增加的趋势;冲击震动卸压存在一临界卸压范围,当卸压范围超过该临界范围时,煤层支承压力曲线由单峰特征转变为内外双峰特征,且外峰值小于内峰值,内峰值还明显小于无卸压和不超过该临界范围卸压范围时支承压力单峰值,还能使支承压力增高区向煤岩体深部转移,显著降低井筒揭穿瓦斯煤层发生煤与瓦斯突出动力灾害发生的频度及强度,为气爆冲击卸压防治井筒揭穿煤层突出的工程应用提供参考。
[Abstract]:Blasting vibration pressure relief and gas extraction is the fundamental measure to eliminate coal and gas accidents in low permeability coal seam. The effect of pressure relief range of gas burst shock on pressure relief and anti-outburst effect of coal seam exposed by wellbore is studied by means of finite difference numerical simulation. The results show that when the pressure relief range of impact vibration is small, the coal seam has no supporting pressure increase area, and when the pressure relief range is large, the supporting pressure three zones appear in turn, and the width of the support pressure increase zone tends to increase with the increase of the pressure relief range. There is a critical pressure relief range for shock vibration pressure relief. When the pressure relief range exceeds this critical range, the supporting pressure curve of coal seam changes from single peak characteristic to internal and external bimodal characteristic, and the external peak value is less than the internal peak value, and the internal peak value is obviously smaller than the single peak value of the supporting pressure relief range and does not exceed the critical pressure relief range, and can also transfer the supporting pressure increasing area to the deep part of the coal and rock mass. The frequency and intensity of coal and gas outburst dynamic disasters occurred in gas seam exposed by wellbore are significantly reduced, which provides a reference for the engineering application of gas burst pressure relief to prevent and control coal seam outburst.
【作者单位】: 中国中煤能源集团有限公司第五建设公司第二工程处;辽宁工程技术大学力学与工程学院;中国中煤能源集团有限公司第五建设有限公司培训中心;辽宁工程技术大学矿业学院;
【基金】:国家自然科学基金项目(51204086;51304109) 高等学校博士学科点专项科研基金项目(20112121120004) 辽宁省大学生创新创业训练计划项目(201510147059)
【分类号】:TD235

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本文编号:2515552

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