DOI: 10.11799/ce202506014
水力冲孔协同注气驱替强化瓦斯抽采技术及应用研究
屈花荣
陕西陕煤韩城矿业有限责任公司,陕西 韩城 715400
摘要：为提高低透煤层水力冲孔钻孔卸压瓦斯抽采效果,消除冲孔诱发的集中应力对瓦斯流动的负效应,提出了水力冲孔协同注气驱替强化瓦斯抽采方法.同时,为探讨影响水力冲孔协同注气驱替增抽瓦斯效果的因素,建立了多组分气体储运过程流-固耦合模型,分析了不同冲孔钻孔等效直径、注气压力和钻孔间距对瓦斯增流和消突效果的影响规律.结果表明:冲孔钻孔等效直径越大,注气初期增流效果越显著;注气后期冲孔钻孔等效直径对增流效果的影响逐渐减小.注气时间小于25 d时,等效直径2.4 m条件瓦斯抽采纯量明显高于等效直径 1.6 m条件.当注气时间大于25 d时,两种条件下的瓦斯抽采纯流量逐接近并在后期出现等效直径 2.4 m条件瓦斯抽采纯流量小于1.6 m条件的现象.注气初期注气压力对增流效果影响不大;注气时间逐渐增大时,注气压力对增流效果的影响逐渐减小.钻孔间距对瓦斯增流和消突效果影响并不显著,但钻孔间距较大时可能出现增产滞后现象.因此,虽然较大的冲孔钻孔等效直径与注气压力条件,能有效缩短消突周期,但是注气驱替后期效果并不显著.现场工程试验结果表明,采用低透煤层水力冲孔与注气驱替协同增抽瓦斯技术后,钻孔瓦斯抽采流量最大提高至 0.0325 m3/min,增流 44%～85%.与此同时,钻孔瓦斯抽采浓度最大提高至79.3%,浓度提高了103%～167%.
关键词：低透煤层水力冲孔注气驱替集中应力多物理场耦合
分类号：TD271(矿山设计与建设)
资助基金：国家自然科学基金(52104222)
论文发表日期：2025-06-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 106-114 )
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