钻孔水射流冲击对瓦斯抽采的影响特性研究

基于水射流的钻孔增透技术是增加煤层透气性、提高瓦斯抽采率的有效途径,然而目前关于钻孔水射流冲击对瓦斯抽采的影响特性尚不明确。针对该问题,采用数值模拟方法,研究了水射流在钻孔壁面的流场特性和压力特性,分析了水射流冲击对钻孔周围煤体应力的影响,并对普通钻孔和水射流冲击钻孔的瓦斯抽采特性进行了对比。研究结果表明:钻孔内水射流喷出后,以较小的发散角进行发散流动,轴心速度为速度峰值,冲击到钻孔壁面后形成一个"圆台"区,该区域水流速度较低;水射流冲击钻孔过程中,存在出口压力集中区、接触面压力集中区、壁面压力集中区3个压力集中区域,钻孔壁面压力随水射流冲击压力增大而增大;水射流冲击钻孔对周围煤体应力分布影响存在应力骤减阶段和应力增强、恢复阶段,且煤体应力变化程度与冲击压力呈正相关关系;水射流冲击钻孔与普通钻孔抽采时,钻孔周围煤体内瓦斯压力均随时间推移由钻孔向煤体内部逐渐减小,但水射流冲击钻孔可显著提高钻孔抽采范围和抽采率,且水射流冲击压力越大,对钻孔抽采的影响越明显。

驱动压力调节对可控型射流注射系统性能的影响

为探究驱动压力调制对可控型射流注射系统动力学特征及注射性能的影响,利用高精度射流冲击测试平台及高速摄影装置,分析射流冲击变化特征及扩散特征,并结合离体组织注射试验结果探究驱动压力调制机理。研究结果表明,通过驱动压力切换可以达到可控型射流注射系统高、低两段式射流速度的要求,且通过控制驱动压力可以实现对射流注射系统的冲击特征及扩散特征进行控制。不同喷射剂量工况均存在较优驱动压力组合,典型大剂量注射工况1.0 mL的最优驱动压力组合为(1.00—0.25) MPa,通过驱动压力调制可以进一步提高可控型射流注射系统的注射性能。