煤矿井下护孔筛管煤粉颗粒通过性分析及抽采效果试验

• Published in: 煤炭学报 Vol. 45; no. 7; pp. 2500 - 2506
• Main Authors: 张金宝, 王毅, 姚宁平, 金新, 张杰, 王力, 陈斌, 马腾跃
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 煤炭科学研究总院,北京100013%淮北矿业(集团)有限责任公司,安徽淮北235006 01.07.2020; 中南大学地球科学与信息物理学院,湖南长沙410012%中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西西安710077; 中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西西安710077%中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西西安710077
• Subjects: 筛管; 颗粒流; 煤粉; 离散元法; 瓦斯抽采
• ISSN: 0253-9993
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.DZ20.0675

TD712; 煤矿井下煤层钻孔后筛管完孔已成为碎软煤层瓦斯抽采的有效护孔措施.为了研究常规圆孔筛管和割缝筛管的缝眼参数变化对瓦斯抽采效果的影响规律,基于离散单元法,利用PFC3D离散元分析软件建立了煤粉颗粒通过筛管的颗粒流模型,对煤粉颗粒在围压下穿过筛管筛眼或割缝的体积量进行了模拟,研究了筛眼直径、割缝宽度和割缝长度等参数变化对煤粉颗粒通过筛管性能的影响规律;结合模拟分析结果,设计了3种割缝筛管和1种圆孔筛管,并在淮北童亭煤矿864工作面进行了瓦斯抽采效果试验.模拟分析结果表明:同样过流面积下,筛管煤粉通过体积量随筛眼直径或割缝宽度和长度的增加而线性增大,同一筛眼直径和割缝宽度下煤粉通过体积量基本相当,且筛眼直径和割缝宽度对于煤粉通过体积量的影响要远大于割缝长度.现场抽采试验表明:3组割缝筛管瓦斯抽采纯量分别比圆孔筛管提高60.0％,43.3％,33.4％,且抽采51 d后的瓦斯混合流量和纯量也分别是圆孔筛管的约4倍,2.5倍和1.5倍以及约2.5倍,2倍和1.5倍,结合φ10 mm圆孔筛管煤粉体积通过量分别是缝宽2,3,4 mm割缝筛管的22,6,3.3倍,可以发现减小筛管的煤粉体积通过量可有效提高筛管在整个抽采过程中的抽采混合量和瓦斯纯量.