松软突出煤层瓦斯抽放钻孔钻杆内孔气力排屑机理

《松软突出煤层瓦斯抽放钻孔钻杆内孔气力排屑机理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、全日制硕士学位论文松软突出煤层瓦斯抽放钻孔钻杆内孔气力排屑机理申请人姓名：张龙列指导教师：韩晓明学位类别：工学硕士专业名称：机械工程研究方向：矿山装备机电一体化技术河南理工大学机械与动力工程学院二〇一五年四月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：松软突出煤层瓦斯抽放钻孔钻杆内孔气力排屑机理，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

2、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：年月日年月日中图分类号：TD712密级：公开UDC：621单位代码：10460松

3、软突出煤层瓦斯抽放钻孔钻杆内孔气力排屑机理PneumaticChipRemovalMechanismthroughtheDrillRodBoreduringtheGasDrainageDrillinginSoftOutburstCoalSeam申请人姓名张龙列学位类别工学硕士专业名称机械工程研究方向矿山装备机电一体化技术导师韩晓明职称副教授提交日期2015.04答辩日期2015.06河南理工大学致谢时光荏苒，岁月如梭。在河南理工大学机械与动力工程学院的三年研究生学习生活接近尾声，三年的岁月，我的导师韩晓明副教授自始至终都给予我亲切的关怀和精

4、心的指导，使我在学业上取得了很大的进步，能够顺利完成硕士论文的撰写。韩老师高尚的人格、渊博的知识和丰富的实践经验让我受益匪浅，无论是在学习、科研还是生活上的点点滴滴，韩老师的言传身教让我领悟到很多关于待人处事和做学问的方法，这必将使我受益一生。在此我向韩老师表示由衷的感谢！在论文的完成期间，我要感谢我勤劳、朴实、善良、乐观的父母，他们在我身上倾注了世间挚爱，这种伟大的亲情始终激励着我勇往直前！感谢我的女朋友王彦婷对我的理解和鼓励，让我得以顺利的完成论文的撰写！感谢我的室友杨小东、闫明辉、李新给与我的帮助，并尽其所能的支持和鼓励！感谢我的师弟

5、韩兴钰和王晗给予我的关心和支持，尤其感谢他们和李艳波同学在实验过程中不畏辛苦，不惧疲倦的帮助，使我的实验可以顺利完成。最后，向所有关心、帮助和支持过我的老师、同学及朋友们表示衷心的感谢！并向百忙之中审阅本论文的专家、老师致以崇高的敬意和由衷的感谢！摘要针对松软突出煤层顺层瓦斯钻孔过程中存在的煤屑运移阻力大、容易沉积堆积造成堵孔、钻孔深度浅等问题，将钻井工程中常用的气举反循环技术应用于松软突出煤层顺层瓦斯钻孔的施工中，对气力反循环经钻杆内孔排屑的气力排屑机理进行研究。首先，应用连续介质理论和数学方法建立气力排屑过程中气体和煤粉颗粒群的两相流模

6、型，包括了连续性方程、动量方程和能量方程。建立煤粉颗粒群运动速度与气流速度之间的数学模型，并由这些模型得到气力输送设计计算和实验研究的主要工艺参数，包括了料气输送比、气流速度、颗粒粒径等。其次，基于欧拉双流体模型对瓦斯抽放钻孔钻杆内孔气力排屑进行仿真模拟，应用Fluent软件进行网格划分和数值求解。得出气相-空气，固相-煤粉在管内的运动状态。分析在不同入口压力、流速、颗粒粒度和浓度情况下输送压力损失和煤粉运动的机理。结果表明，在水平钻孔钻进过程中，煤屑在反循环气力作用下，气流速度在钻杆内孔中上部比较稳定，而在钻杆内孔下部靠近内壁处的气流速度

7、明显下降且小于中心区域；在同一位置输送浓度越大，气流速度也越大；在输送浓度不变的情况下，随着气流速度的增大压力损失也增大。最后，设计气力输送实验装置，测试了在不同入口气速、输送量、料气比及粒径大小情况下管道内压降的实验数据。并且，使用高速摄像机拍摄了管道内部煤粉输送过程的运动状态。对瓦斯抽放钻孔气力排屑的理论分析及仿真模拟进行了验证。关键词：松软突出煤层；瓦斯抽放钻孔；反循环；压力损失；气流速度IAbstractInviewoftheproblemsabouthighcindermigrationresistance,sedimentary

8、accumulationpluggingholesandlowerdepthofholingthereversecirculationtechnologywhichiscommo