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瓦斯抽采钻孔封联一体源头提效实验研究

作者

陈勇
单位

中煤科工集团重庆研究院有限公司瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室湖南科技大学资源环境与安全工程学院
摘要

瓦斯抽采是矿井安全生产、碳排放有效控制的基础手段，钻孔气密封孔与联孔是瓦斯高效抽采源头控制的关键环节。传统的封孔与联孔是相对独立的环节，不能有效实现封联孔的闭环管理。结合瓦斯抽采全生命周期控制的要求，开展了瓦斯抽采钻孔封联一体源头提效实验研究。实验结果表明，钻孔封联不严密形成的漏气通道对负压压降影响明显，通过模拟漏气通道的3级逐渐递增，孔口负压压降率分别为53.64%、57.09%、88.12%,孔内负压压降率分别为54.86%、58.37%、89.49%;漏气通道的增加，负压呈现逐级压降且压降率逐级增大。漏气通道的增加对沿程阻力压降的变化基本维持在同一区间，模拟漏气通道的逐级递增，沿程阻力压降相对孔内负压的压降率分别为1.56%、4.31%、4.67%、14.81%,压降率的增幅主要是漏气通道的增加导致负压整体下降所致。封联一体源头提效将封孔与联孔一体化配用，将传统联孔工艺的多节点调控转变为双节点或单节点调控，防止钻孔与管路之间过渡连接件形成漏气通道；同时，减少联孔弯曲管段、合理调控直管段长度，降低阻力，减少泵站和管网系统无用功。
关键词

瓦斯抽采封联一体气密性能阻力性能源头提效
基金项目(Foundation)

南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室开放基金(E22226)；华能集团总部科技项目(HNKJ19-H10)；省部共建矿山岩层智能控制与绿色开采国家重点实验室培育基地开放基金(SICGM202304)；
文章目录

1 工程需求与问题导向
2 封联一体源头提效基本思路
3 封联一体气密性能实验
3.1 实验装置组建
3.2 气密性能实验结果与分析
4 封联一体阻力性能实验
4.1 瓦斯抽采管网系统分析
4.2 瓦斯抽采管道摩擦阻力计算
(1)管道摩擦阻力计算公式推导与修正。
(2)抽采管内沿程阻力系数。
(3)抽采管内摩擦阻力计算公式修正。
4.3 瓦斯抽采管道摩擦阻力分析
4.4 阻力性能实验结果与分析
5 结论
引用格式

陈勇.瓦斯抽采钻孔封联一体源头提效实验研究[J].能源与环保,2023,45(09):1-8.DOI:10.19389/j.cnki.1003-0506.2023.09.001.
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