预抽瓦斯钻孔抽采效果沿孔长变化规律研究

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1、中图分类号：TD712密级：公开UDC：622单位代码：10460预抽瓦斯钻孔抽采效果沿孔长变化规律研究ResearchonExtractionEffectChangeLawalongtheDrainageDrillingHole申请人姓名李杰申请学位工学硕士学科专业矿业工程研究方向矿山安全技术及工程导师王兆丰职称研究员提交日期2012年6月答辩日期2012年6月河南理工大学万方数据万方数据河南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含任

2、何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。本人愿意承担因本学位论文引发的一切相关责任。学位论文作者签名:年月日河南理工大学学位论文使用授权声明本学位论文作者及导师完全了解河南理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留和向有关部门、机构或单位送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，允许将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，允许采用任何方式公布论文内容，并可以采用影印、缩印、扫描或其他手段保存、汇编、出版本学位论文。保密的学位论文在解

3、密后适用本授权。学位论文作者签名：导师签名：年月日年月日万方数据致谢本论文是在导师王兆丰教授的精心指导下完成的，从选题到定稿整个过程倾注了他无数的心血。王老师为人谦逊和蔼，对工作严谨负责的风格，是我学习生活中的榜样。三年的研究生生活期间，王老师不仅在学业上给我极大的鼓励、帮助，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀和指导，在此向王老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意！同时，师母霍老师在生活上给予了慈母般的关怀，借论文完成之际，向霍老师致以衷心的感谢!感谢杨宏民、刘军、李志强、陈向军、袁军伟、许彦鹏、陈立伟、王林、李德参等老师的帮助，他们在论文开题、数据

4、收集、现场测试方法、文章结构以及论文修改给予了极大帮助和悉心指导，在现场测试过程中得到了康宇、王振亚、冉永进同学的极大帮助，在此，对他们表示衷心的感谢！感谢我的家人，正是由于他们在学业和生活上无私的奉献才使得我能够如期完成论文。感谢朝夕相处的师兄弟、师姐妹和同学，他们在学习上和生活上都给了我极大的关心和帮助！最后感谢各位专家在百忙之中评阅本文，对论文中的不足之处多提出宝贵建议！万方数据摘要本文采用现场试验与数值模拟相结合的方法，研究了预抽瓦斯钻孔孔内负压随孔长变化规律，分析了孔内负压随孔长变化和钻孔在煤层中的孔位漂移对瓦斯抽采效果的影响，得出了相应

5、结论，为预抽瓦斯钻孔合理孔深设计提供参考，对矿井抽采系统优化及区域防突措施设计、验证，具有一定的指导意义。本文以九里山矿16031回风巷预抽瓦斯钻孔为研究对象，采用现场试验、理论分析、数值模拟和现场验证相结合的方法进行研究，具体如下：现场试验方面：采用束管法对预抽瓦斯钻孔孔内负压沿孔长的变化进行了现场测试，通过对测试数据的分析得出其变化规律；对钻孔在煤层内孔位漂移进行了测试；在抽采30d后采用钻屑解吸法对距钻孔0.5m处不同孔深的煤层残余瓦斯含量进行测试，验证所建抽采效果沿孔长变化规律模型的可用性。理论方面：根据煤层瓦斯赋存与流动理论，对影响瓦斯赋

6、存与流动的因素进行分析，根据扩散-渗流理论、质量守恒方程、理想气体状态方程等，建立了瓦斯扩散-渗流方程，为数值模拟提供理论支撑。数值模拟方面：采用Comsol软件对不同透气性系数条件下的预抽瓦斯钻孔孔内负压随孔长变化对抽采效果影响进行了数值模拟，得出了在低、高透气性煤层中抽采效果随孔长的变化规律；模拟研究了由于钻孔孔位漂移对瓦斯抽采效果不均衡性的影响效应。本文最终研究得出了预抽钻孔孔内负压沿孔长变化规律、在钻孔孔位漂移、透气性变化等因素影响下抽采效果随孔长的变化规律，研究结果表明：相同抽采时间内，低透气性煤层抽采效果不均衡性随孔长变化不明显，高透气

7、性煤层则变化明显；钻孔孔位漂移会加剧抽采效果的不均衡性。关键词：抽采负压；抽采效果；数值模拟；孔位漂移；孔内负压。万方数据AbstractOnthebasisofacombinationapproachoffieldtestandnumericalsimulation,changeruleofnegativepressureindrainageholehasbeenstudiedinthispaperwhenpre-drainingthegas.Besides,theinfluencesongasextractioneffecthavealsobe

8、enanalyzed,whichincludethenegativepressureindrainageholevarie