煤礦負(fù)壓鉆進(jìn)管內(nèi)顆粒運(yùn)移特性研究及鉆進(jìn)設(shè)備研發(fā).pdf

1、瓦斯預(yù)抽鉆孔是瓦斯治理的有效措施，但是在松軟煤層鉆孔施工困難，采用傳統(tǒng)的水力排渣，容易造成鉆孔垮塌，中斷鉆進(jìn)過(guò)程，無(wú)法實(shí)現(xiàn)鉆孔的設(shè)計(jì)要求，達(dá)不到瓦斯抽采的需要。采用壓風(fēng)排渣，若風(fēng)壓大，排出粉塵大，特別是瓦斯嚴(yán)重的區(qū)域常發(fā)生噴孔，造成瓦斯超限，甚至?xí)T導(dǎo)突出，同時(shí)出現(xiàn)粉塵過(guò)大，污染環(huán)境，影響工人的健康；若風(fēng)壓小，卡鉆、堵孔現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，并且容易造成卡鉆桿、折斷等事故，也會(huì)造成無(wú)法實(shí)現(xiàn)鉆孔的設(shè)計(jì)要求。松軟煤層鉆進(jìn)問(wèn)題成為瓦斯防治的關(guān)鍵問(wèn)題，

2、也是實(shí)現(xiàn)瓦斯防治的前提條件。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴針對(duì)松軟煤層的特點(diǎn)，以松軟煤層鉆進(jìn)過(guò)程為研究對(duì)象，研究煤層、鉆具、排渣動(dòng)力等要素，提出采用獨(dú)立負(fù)壓系統(tǒng)為動(dòng)力，鉆桿內(nèi)排渣的方式進(jìn)行打鉆，主要目的是在工程上解決松軟煤層鉆進(jìn)過(guò)程中的噴孔、卡鉆、瓦斯超限和煤塵問(wèn)題，在理論上研究鉆屑在鉆桿內(nèi)的運(yùn)移規(guī)律、特性，為負(fù)壓排渣提供理論基礎(chǔ)。⑵運(yùn)用負(fù)壓氣體輸送理論、氣固兩相流理論、CFD數(shù)值模擬、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)等手段對(duì)負(fù)壓鉆進(jìn)過(guò)程中的風(fēng)速、壓力損失

3、、孔徑、輸送能力、輸送距離等基礎(chǔ)參數(shù)進(jìn)行研究。研究發(fā)現(xiàn)，鉆桿管徑的大小對(duì)顆粒的輸送性能有很大的影響；找到了輸送能力與輸送壓力、固體速度、氣體速度、滑移速度、固氣比、空隙率等流動(dòng)參數(shù)之間的關(guān)系，回歸出關(guān)系式?？疾炝溯斔湍芰εc是輸送距離、鉆桿傾角之間的關(guān)系。在對(duì)流動(dòng)特性理論分析的基礎(chǔ)上，得出了影響濃相氣力輸送阻力特性的各因素，同時(shí)探討了濃相氣力輸送的機(jī)理。得出了精度較高的水平、垂直管道的阻力特性公式，得出了考慮鉆桿旋轉(zhuǎn)情況的阻力公式。⑶研制