煤礦井下空氣套管鉆進(jìn)工藝及孔底鉆具研究.pdf

1、空氣鉆進(jìn)是指鉆進(jìn)過程中利用壓縮空氣作為循環(huán)介質(zhì)的一種鉆進(jìn)技術(shù)，具有不影響煤層瓦斯解吸、對(duì)孔壁擾動(dòng)小等明顯優(yōu)勢(shì)，是目前井下松軟煤層鉆進(jìn)的理想排粉方式之一。但在井下施工過程中，由于松軟煤層結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、瓦斯噴孔等地質(zhì)因素以及空氣密度小、氣流排渣通道紊亂導(dǎo)致排渣不暢等工藝因素，大大降低了本煤層瓦斯抽采鉆孔的成孔深度。論文從鉆孔排渣穩(wěn)定性為出發(fā)點(diǎn)，采用理論分析與數(shù)值計(jì)算相結(jié)合的方法對(duì)煤粉顆粒運(yùn)移規(guī)律展開研究，針對(duì)套管鉆進(jìn)工藝設(shè)計(jì)了可回收式組合鉆具

2、，并開展現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，取得較好的施工效果。
　　論文從以下幾點(diǎn)開展研究工作：
　　（1）對(duì)水平鉆孔中煤粉顆粒力學(xué)條件進(jìn)行分析，結(jié)合本煤層深孔鉆進(jìn)技術(shù)難點(diǎn)，提出套管深孔成孔技術(shù)理論。
　?。?）通過計(jì)算流體力學(xué)建立套管與孔壁環(huán)狀空間的三維有限元模型，選擇歐拉-歐拉法中的RNGk-ε模型，結(jié)合實(shí)際工況確定控制方程的邊界條件。
　　（3）基于FLUENT軟件平臺(tái)，對(duì)套管外環(huán)空氣固兩相流流場(chǎng)開展數(shù)值模擬研究，分析套管鉆進(jìn)過程