石门揭煤工作面水力压裂瓦斯增透抽放工艺

长平煤业芦家峪风井总进风石门施工中,需从底板揭露3号煤层,该煤层为高瓦斯低透性煤层。为提高瓦斯抽放效率,采用工作面高压水力压裂技术,对石门揭煤进行卸压增透,使该煤层提前达到揭煤条件,缩短抽放周期约54%。与传统瓦斯抽放相比,该项技术解决了施工预抽钻孔多、抽采半径小、抽采时间长等问题,效果明显。     

水力压裂增透技术在石门揭煤预抽中的应用

为提高松软突出煤层瓦斯抽采效果,通过分析水力压裂煤体致裂增透消突机理,在逢春煤矿石门揭煤工作面,采用高压水力压裂增透技术,进行水力压裂增透,并预抽煤层瓦斯,然后揭煤。水力压裂增透后,瓦斯抽采效果得到大幅提高,预抽达标时间缩短了220d。揭煤过程中,突出预测指标明显降低,未出现预测超标现象;并且揭煤工期缩短了40%,提高了石门揭煤施工效率。     

松软低渗突出煤层定向水力压裂增透消突实践

针对松软低渗突出煤层瓦斯含量大、难抽采,石门揭煤过程中易发生突出等问题,研究了定向水力压裂增透消突技术。首先,阐明了定向水力压裂增透机理,通过理论计算得出煤层起裂压力、流量、注水量分别为22.8～30.5 MPa、130～200 L/ min和 216 m3。据此,在揭煤预抽巷道内布设4个水力压裂孔和2个裂隙导向孔。压裂过程中,泵压、平均注水流量、单孔注水量分别达到28～31 MPa、140～177L/ min和260～330 m3,同理论计算的数据基本吻合。试验结果表明:定向水力压裂影响半径大于30 m,煤层透气性系数达到0.840 m2/ ( MPa2-d),是原始煤层的60 倍﹔单孔瓦斯浓度提高50%～80%,百孔抽采纯量达 1.9 m3 / min,瓦斯抽采量提高90%。采用定向压裂后,揭煤钻孔工程量缩减64%,抽采达标时间比预计工期提前了36 d。该技术可为类似瓦斯治理工程提供借鉴。     

多煤层联合水压裂缝扩展规律应用研究

为进一步研究多煤层联合水压裂缝扩展规律,采用物理相似模拟实验和工程试验相结合的方法,进行地应力作用下2个煤层联合压裂的试验研究.结果表明:1)模拟煤层与煤岩体水力压裂具有相似的特性,水压裂缝为垂直缝,裂缝沿垂直于最小水平主应力方向扩展,沿平行于最大主应力方向延伸;2)在2个煤层的联合压裂过程中,水压裂缝可以在2个煤层中扩展延伸;3)多煤层的石门揭煤实施联合水力压裂后,相比未进行水力压裂的石门揭煤,其平均瓦斯抽采体积分数提高了83％,平均瓦斯抽采纯量提高1.4倍,瓦斯平均单孔抽采纯量提高约1倍,压裂后的石门揭煤时间比未压裂的揭煤时间缩短了43 d,实现了石门的快速揭煤.     

水力割缝增透技术在石门揭煤中的应用

石门揭穿突出煤层具有突出强度大、密度大、对矿井安全生产造成严重威胁的特点,为保证安全高效地实现石门揭穿突出煤层,通过在白龙山煤矿一井一采区下部车场石门揭C7+8突出煤层施工瓦斯预抽钻孔期间,对部分钻孔采取水力割缝增透技术措施,大大提高煤层透气性,在提高抽采效果的同时降低煤层瓦斯压力和瓦斯含量、缩短石门揭煤工期,实现安全高效揭煤的目的。试验结果表明:采取水力割缝增透措施后,单孔平均抽采浓度24.7%,最高78.6%,较普通工艺钻孔提高8.2倍;日抽采瓦斯纯量最高1713.6m~3,较普通工艺钻孔提高6倍;采用水力割缝增透工艺的石门揭煤区域预抽时间提前60%。     

新安煤田高压水射流石门揭煤快速消突技术及应用

为了解决新安煤田煤层突出危险性大,煤层松软,透气性差,抽采困难的状况,提出了高压水射流石门揭煤快速消突技术。通过在孟津煤矿11031运输巷揭煤工作面采用高压水射流割缝卸压增透技术,对该揭煤区域实现了高效快速瓦斯抽采,应用表明采用该技术后平均瓦斯抽采浓度提高3倍以上,平均单孔瓦斯抽采纯量提高5倍以上;采用该技术可使瓦斯抽采钻孔量缩减82%,揭煤时间缩短73%,节约了生产成本,缓解了矿井的抽、采接替矛盾。     

底抽巷水力压裂增透试验研究

针对谢桥矿1351(3)工作面煤层存在的瓦斯抽采困难问题,提出并试验了底抽巷水力压裂增透技术。试验结果表明:单元抽采纯量平均提高1倍,缩短预抽达标时间2~3个月;水力压裂后钻孔抽采半径扩大,由原来的5 m增加至11 m;煤体透气性系数与增透之前相比增加了4.94倍。通过对底抽巷进行水力压裂增透技术的应用,提高了煤层的透气性,达到了瓦斯增透的目的。     

观音山煤矿一井石门揭煤防突技术研究

针对低透气性煤层石门揭煤防突使用常规预抽方法存在钻孔多、效果差和周期长的问题,提出采用水力压裂石门揭煤技术,通过增加煤层裂隙提高透气性、提升抽采效果,从而缩短揭煤周期。同时将水力压裂石门揭煤技术在观音山煤矿一井与常规密集钻孔预抽技术进行对比试验,试验结果表明:压裂后的平均瓦斯抽采浓度由压裂前的20%提高到45%,提高了2.25倍;单孔抽采纯量平均由2×10^-3 m³/min提高到5×10^-3 m³/min,提高了2.5倍;煤层瓦斯含量由11.238 6 m³/t降低到4.414 0～6.785 2 m³/t,降低了39.6%～60.7%;预抽时间由9个月缩短到5个月,缩短44%。     

水力冲孔技术在大断面瓦斯隧道快速揭煤中的应用

在分析大断面瓦斯隧道揭煤特点的基础上,采用水力冲孔增透方法提高抽放半径,从而优化瓦斯治理,形成以水力冲孔增透方法为核心技术的大断面瓦斯隧道揭煤综合防突技术,应用于渝广高速华蓥山隧道揭煤工程。结果表明:水力冲孔增透方法增透效果明显,抽放钻孔抽放半径提高2～3倍以上;增透措施实施后,揭煤所需钻孔工程量大幅下降,抽放时间缩短,揭煤时间比预期缩短50%以上;水力冲孔措施弱化了煤层整体强度,采用加强支护的方法可以有效避免由此带来的弊端。     

石门揭煤区液态CO_2致裂增透加速消突技术

针对低透气强突出煤层在石门揭煤过程中消突工程量大、作业环节复杂及揭煤周期长等特点,在揭煤前布置的瓦斯抽采孔内实施液态CO_2相变致裂增透卸压技术,经理论计算和现场考察确定4号煤层的增透半径为6 m。该技术在-650运输巷揭穿4号煤层的工作面进行了试验,结果表明:致裂前后,钻孔平均抽采瓦斯浓度从20.2%提升至42.6%,单孔平均日抽采量从1.56 m3/d提升至3.76 m3/d,且近20 d内保持高效抽采,在1个月内完成抽采达标和消突任务,抽采率为48.16%,缩短抽采时间43%;在揭煤区取样测试煤体的残余瓦斯含量平均值为5.41m3/t,反演残余瓦斯压力平均值0.27 MPa,采用钻屑解吸指标法测试钻屑量S最大值4.7 kg/m,钻屑解吸指标△h2最大为140 Pa,所有测值均小于突出临界值;煤层揭穿期间回风流瓦斯浓度仅有4%,实现安全高效快速揭煤。     

水力压裂增透技术在鲁班山北矿瓦斯治理中的应用

班山北矿煤层瓦斯含量大,透气性系数低,井下钻孔抽采效果差,严重制约了瓦斯治理和防突效果,影响了矿井的部署接替及安全生产。为解决鲁班山北矿目前存在的问题,提高瓦斯抽采效果,在142底板巷道对8~#煤层施工穿层钻孔进行水力压裂增透,抽采纯量提高了5. 5倍,压裂影响半径达40 m以上,钻孔工程量减少82%,抽采时间缩短82%,每个压裂钻孔影响范围内可节约钻孔费用26. 03万元,并节约43个钻孔的施工时间,增透卸压效果显著。水力压裂增透技术在鲁班山北矿是适用的、可行的,下一步可进行大面积推广应用。     

水力冲孔增透技术的研究与应用

为了降低矿井消突成本,提高瓦斯抽采钻孔效率,缩短瓦斯抽采时间,以大淑村矿172107底抽巷穿层预抽钻孔为研究背景,对高瓦斯、低透气性煤层采取水力冲孔增透技术进行了研究并展开了现场应用。应用结果表明,在三采区皮带下山石门揭煤工作面预抽煤层瓦斯钻孔采用水力冲孔增透技术后,在保证安全揭煤的前提下,加快了石门揭煤的速度,解决了工作面接替紧张的局面,保证了矿井的采掘平衡,缩短了瓦斯抽采时间。因此,该方法对煤层安全高效开采具有十分重要的意义。     

煤矿井下水力压裂增透抽采技术的研究与应用

瓦斯预抽增透一直是瓦斯治理工作的瓶颈,为了解决这一难题,提出水力压裂增透技术,分析了水力压裂增透技术的原理、水力压裂设备及钻孔布置工艺。在潘一煤矿32321底板巷开展了A组煤水力压裂增透试验,试验表明:压裂区域钻孔抽采半径为原始煤体的2倍;单孔瓦斯预抽纯量为原始煤体的3.5倍;煤层预抽达标时间缩短了51.6%;压裂有效影响半径倾向上达50 m,走向上达70 m,压裂后抽采半径走向上12 m,倾向上10 m,比原始抽采半径5 m增大1倍。     

高压水割缝增透防突技术在石门揭煤中的应用

为了寻求在实施区域防突措施有效后的局部防突措施,真正消除石门揭煤的煤与瓦斯突出,根据高压水切割煤岩机理,在贵州湘能股份有限公司神仙坡煤矿114反石门揭煤过程中试验了高压水割缝增透防突技术。结果表明,高压水割缝增透防突技术由于其单孔控制范围增大,石门揭煤时预抽瓦斯的钻孔工程量降低了50%以上,揭煤的工期缩短了40%左右;同时提高了石门瓦斯的抽采率和抽采的瓦斯浓度,是煤矿石门揭煤的一项实用技术。     

水力化卸压增透技术在石门快速揭煤中的应用研究

为了解决西南地区松软煤层所面临的瓦斯抽采难度大、消突时间长的难题,在新维煤矿石门揭穿8#突出煤层期间,通过抽采钻孔,采用单孔多次高压水力割缝形成缝槽,并同时实施中压注水实现导向性水力压裂的煤层增透方法,增加了待揭露区域煤层的透气性,缩短了预抽时间。结果表明:高压水力割缝形成缝槽为水力压裂起到一定的导向作用,水力压裂裂缝和割缝缝槽共同形成连贯塑性区;经过水力化措施后,煤层透气性提高,单孔抽采瓦斯流量平均提高2倍;单孔抽采瓦斯浓度平均提高3倍左右,实现了石门快速揭煤。     

赵固二矿本煤层定向长钻孔水力压裂增透技术研究

为了提高井下低透气性煤层瓦斯抽采钻孔瓦斯抽采效果,开发了适合中等偏硬低透煤层裸眼钻孔高压稳定封孔装备,采用了本煤层定向长钻孔整体水力压裂增透技术,分析了本煤层定向长钻孔水力压裂增透机理,并进行了水力压裂强化增透试验。根据压裂施工过程中压裂参数变化规律,利用压裂前后煤层全水分和钻孔瓦斯参数变化对比,综合考察和评价了水力压裂增透效果和影响范围。研究表明：压裂过程中最大注水压力24.6MPa,发生多次明显压降,最大压降5.2MPa。水力压裂增透后,煤层瓦斯日抽采纯量提高了12.70倍,百米钻孔瓦斯抽采量提高了2.67倍,压裂最大影响半径达到了 38m,平均超过30m,提高了瓦斯抽采效率。     

徐州博安科技发展有限责任公司

<正>煤矿安全生产首选博安科技专注煤矿安全20年钻孔磨料射流式煤层割缝形成装置煤安号:MAB090294产品型号:KFSM30-89作用:针对瓦斯动力灾害,实现钻孔射流切割一体化对工作面煤体泄压、增透,提高瓦斯抽采、排放效果。可增大煤体透气性300~1000倍,提高瓦斯抽采量2~5倍,缩短石门揭煤周期30%以上,减少抽采钻孔工程量25%~50%。     

徐州博安科技发展有限责任公司

正煤矿安全生产首选博安科技专注煤矿安全20年钻孔磨料射流式煤层割缝形成装置煤安号:MAB090294产品型号:KFSM30-89作用:针对瓦斯动力灾害,实现钻孔射流切割一体化对工作面煤体泄压、增透,提高瓦斯抽采、排放效果。可增大煤体透气性300~1000倍,提高瓦斯抽采量2~5倍,缩短石门揭煤周期30%以上,减少抽采钻孔工程量25%~50%。     

重庆市研发低透煤层揭煤工法

<正>《煤炭信息》周刊2015年第7期报道,重庆能源集团旗下的巨能集团和科技公司联合研发的"低透突出煤层石门揭煤技术控制水力压裂关键技术研究及应用"工法,日前通过中国煤炭建设协会评审。该工法瓦斯抽采效率比常规方法高4倍以上,整个揭煤过程所耗费的时间缩短约1/3。为了排除煤炭开采过程中的瓦斯危害,揭煤前,须先将目标煤层及周边煤层中的瓦斯抽放掉。而西南地区煤     

低透气突出煤层水力压裂增透试验研究

针对赶家桥矿煤层单一、松软、透气性差、穿层钻孔预抽效果不好的实际,借鉴石油水力压裂技术,通过压裂增透,提高煤层的透气性,以达到抽采消突目的。本文主要介绍了水力压裂试验在该矿+200m水平首采区试验时的试验孔布置与施工、压裂设备选择和试验效果考察等。试验证明,穿层水力压裂后的钻孔瓦斯抽采浓度提高90个百分点,抽采纯量提高30倍,钻孔工程量减少80%以上,瓦斯治理时间与抽采达标时间均大幅缩短,取得了较好效果。