作者：張學(xué)博, 王文元, 沈帥帥

單位：煤炭安全生產(chǎn)河南省協(xié)同創(chuàng)新中心, 河南省瓦斯地質(zhì)與瓦斯治理重點(diǎn)試驗(yàn)室—省部共建國(guó)家重點(diǎn)試驗(yàn)室培育基地, 河南理工大學(xué)安全科學(xué)與工程學(xué)院

摘要:為了研究鉆孔變形失穩(wěn)對(duì)瓦斯抽采的影響和判定鉆孔失穩(wěn)坍塌區(qū)域，根據(jù)鉆孔內(nèi)瓦斯流動(dòng)變質(zhì)量流的特點(diǎn)及鉆孔變形情況，設(shè)計(jì)搭建了考慮鉆孔變形失穩(wěn)的瓦斯抽采試驗(yàn)系統(tǒng)，測(cè)試分析了鉆孔不同變形失穩(wěn)、不同負(fù)壓情況下鉆孔負(fù)壓及流量分布規(guī)律，提出了考慮鉆孔變形的負(fù)壓損失計(jì)算方法。結(jié)果表明：①完整孔抽采負(fù)壓沿孔長(zhǎng)分布大致呈線性分布，其負(fù)壓損失較小，鉆孔不同部位負(fù)壓較接近，鉆孔抽采流量沿孔長(zhǎng)大致亦呈線性分布?？卓谪?fù)壓越高，鉆孔抽采流量越大，鉆孔負(fù)壓損失越大，不過(guò)與孔口負(fù)壓相比仍較小，僅占2.93%～3.62%。②孔底塌孔時(shí)，塌孔段負(fù)壓損失比完整段負(fù)壓損失大，由于塌孔段孔內(nèi)流量較小，其負(fù)壓損失亦不大，僅占孔口負(fù)壓的2.75%～4.03%。塌孔時(shí)總負(fù)壓損失占孔口負(fù)壓的4.68%～6.14%，比完整孔總負(fù)壓損失有所增加，其抽采總流量比完整孔抽采總流量略有降低?？椎姿讓?duì)瓦斯抽采效果影響不大。③孔底堵孔時(shí)，塌孔段孔內(nèi)煤體與周?chē)后w互相接觸成為連續(xù)介質(zhì)，塌孔段瓦斯流動(dòng)變成了滲流，其抽采壓力變成了煤層瓦斯壓力，與完整孔和堵孔時(shí)抽采流量相比，塌孔時(shí)鉆孔抽采流量明顯降低，直至流量降為0。堵孔對(duì)瓦斯抽采效果影響較大。④基于鉆孔負(fù)壓損失計(jì)算理論、鉆孔不同變形失穩(wěn)情況下負(fù)壓分布及流量分布試驗(yàn)結(jié)果，提出了考慮鉆孔變形的抽采鉆孔負(fù)壓損失計(jì)算方法，并對(duì)其進(jìn)行了驗(yàn)證。研究結(jié)果可以為鉆孔失穩(wěn)坍塌區(qū)域判定及鉆孔失穩(wěn)坍塌的精確防護(hù)提供理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：鉆孔變形, 抽采鉆孔,負(fù)壓分布,流量分布

作者簡(jiǎn)介：張學(xué)博（1981—），男，河南民權(quán)人，副教授，碩士生導(dǎo)師，博士。

論文附件：鉆孔變形失穩(wěn)條件下抽采負(fù)壓及流量分布規(guī)律試驗(yàn)研究

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