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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会

定向长钻孔瓦斯抽采负压变化规律及监测控制技术研究进展

2024-09-02

定向长钻孔瓦斯抽采负压变化规律及

监测控制技术研究进展

李泉新1,2,程卓尔1,2,*,方 1,2,牟全斌2

2,丛 2


作者单位

(1. 煤炭科学研究总院,北京 100013;2. 中煤科工西安研究院(集团)有限公司,陕西 西安 710077))

PART.1

创新点



1.在煤矿井下定向长钻孔钻进技术装备、瓦斯抽采模式基础上,从孔内负压衰减机制与分布规律、瓦斯抽采参数监测技术、瓦斯抽采智能调控系统3方面系统总结了定向长钻孔瓦斯抽采技术研究进展,完善了煤矿井下定向长钻孔瓦斯治理技术体系。

2.指出定向长钻孔与常规短钻孔瓦斯抽采规律不同,结合超长定向钻孔工程实践,提出定向长钻孔负压抽采与正压扩散耦合作用机制、不同孔段瓦斯抽采贡献与有效抽采半径存在差异,介绍了重点攻关思路。

3.指出孔口与孔内瓦斯抽采参数监测的不足,提出基于光纤传感的孔内瓦斯多参数分段连续监测方法,介绍了重点攻关思路。


PART.2

文章主要内容

1 定向长钻孔瓦斯抽采负压变化规律

1.1 抽采负压对瓦斯抽采影响机制

1.2 孔内抽采负压衰减机制

1.3 孔内抽采负压沿孔深分布规律

2 瓦斯抽采参数监测技术研究进展

2.1 孔口瓦斯抽采参数监测技术

2.2 孔内抽采参数监测仪器

3 瓦斯抽采智能调控系统研究进展

4 存在的问题

4.1 定向长钻孔负压抽采机理研究

4.2 瓦斯抽采参数监测技术研究

4.3 瓦斯抽采智能调控技术研究

5 未来发展趋势

(1) 基于负压抽采与正压扩散耦合的抽采机制研究

(2) 基于光纤传感的孔内多瓦斯参数监测系统研制

(3) 基于机器学习的瓦斯抽采参数精细调控技术研究


PART.3

主要图表


图 1 不同钻孔直径下钻孔负压分布及孔口负压变化



图 4 孔板式流量计原理



图 9 智能瓦斯抽采监控系统


图 10 抽采参数动态调控方法



图 11 瓦斯抽采管路智能排水系统



图 12 神东保德煤矿 3 353 m 钻孔轨迹


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国际网站:https://cge.researchcommons.org/journal/

PART.4

作者简介

李泉新(1980.12),博士,研究员,博导,现任中煤科工西安研究院(集团)有限公司科技创新研究院常务副院长,兼任煤炭行业煤矿钻探技术与装备工程研究中心常务副主任,中国煤炭科工集团三级首席科学家、钻机重点产品线负责人、智能钻探技术与装备创新团队负责人。长期致力于煤矿区钻探技术装备研发与推广工作,先后主持和参与国家科技重大专项、国家重点研发计划、陕西省自然科学基础研究计划重点项目等纵向项目30余项,中央企业、产学研合作等项目50余项,在煤矿井下智能化定向钻探技术装备、中硬煤层大功率定向钻进技术装备、顶板高位大直径定向钻进技术装备、复杂煤岩层定向钻进技术装备、基于定向钻孔的地质保障技术等方面取得了重要创新性成果,创造了煤矿井下定向钻孔深度3353m的世界纪录,推广应用广泛,经济和社会效益显著,支撑“煤矿井下定向钻探装备”被认定为全国制造业单项冠军产品,推动了煤矿地质保障技术的进步。个人申请发明专利137件,其中已授权91件;发表论文90篇,其中SCI/EI检索21篇;制定行业标准7项,出版专著8部;获省部级一等奖9项、中国专利优秀奖2项,其他奖励16项,先后获得陕西省中青年科技领军人才、湖北产业教授、全国煤炭青年科技奖、三秦青年科技创新之星、中国质量协会质量专家等荣誉称号。

引用格式

李泉新,程卓尔,方俊,等. 定向长钻孔瓦斯抽采负压变化规律及监测控制技术研究进展[J]. 煤田地质与勘探,2024,52(11):1−12.

doi: 10.12363/issn.1001-1986.24.05.0284

  责任编辑:宫在芹

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