王家岭煤矿18101工作面瓦斯涌出量影响因素分析

王家岭煤矿为新建矿井,设计生产能力为5.0 Mt/a,采用1井1面布置方式,18010工作面为矿井的首采工作面。通过对18101工作面瓦斯治理现状及瓦斯体积分数的分析,研究了工作面日产量、风量、大气压、煤机位置、采煤工艺等因素对回采工作面瓦斯涌出量及上隅角瓦斯体积分数的影响,为有效防止低含量、大产量高瓦斯矿井上隅角瓦斯超限和瓦斯治理提供了理论依据。     

“三软”煤层综放工作面瓦斯防治技术

老矿井在开采过程中不断向深部沿伸,煤层的瓦斯涌出量也急剧增加,尤其是"三软"煤层的瓦斯防治难度更大。通过对刘家梁矿工作面和上隅角瓦斯的综合治理,摸索出一套适合于"三软"煤层的瓦斯防治技术,为同一个矿区内其它煤矿的瓦斯治理探索出一条新路。     

高瓦斯矿井大直径长钻孔掩护巷道快速掘进技术

为了实现高瓦斯矿井巷道安全快速掘进，研究了大直径长钻孔掩护巷道安全快速掘进技术，利用孔径差异优化“两堵一注”封孔工艺，依据瓦斯含量实现煤巷瓦斯分级治理，提高了瓦斯灾害防治效果及巷道掘进速度。研究结果表明：大直径长钻孔掩护巷道掘进技术具有更好的卸压增透效果和更长的抽采时间，结合多孔径“两堵一注”封孔工艺，30d平均单孔瓦斯抽采浓度达到了80.2%,与常规边掘边抽钻孔相比提高3.1倍，平均瓦斯抽采纯量高达0.44 m³/min,与常规边掘边抽钻孔相比提高10.3倍，采用该技术的巷道瓦斯浓度保持在0.27%～0.40%,月进尺达到了400 m,实现了巷道安全快速掘进。     

页岩层理弱面对裂缝穿层扩展的影响数值模拟研究

层理弱面是影响页岩油气水力裂缝穿层扩展的关键因素之一，而层理弱面强度主要由黏结强度、内摩擦角以及抗张强度决定。为探究层理弱面对水力裂缝穿层扩展的影响机理，基于三维块体离散元法建立了含层理弱面页岩压裂数值模型，研究了黏结强度、抗张强度以及内摩擦角对水力裂缝穿层和裂缝扩展形态的影响。数值模拟结果表明：层理黏结强度对水力裂缝穿层扩展存在显著影响，黏结强度较低时水力裂缝主要为横向扩展，并伴随着较大的层理激活程度；而高黏结强度下水力裂缝穿层能力较强，主要呈近圆形扩展；层理激活主要为剪切破坏，即层理抗张强度对水力裂缝扩展无明显影响，在实际工程中可忽略不计；水力裂缝的穿层能力随内摩擦角的增大而增强，在低内摩擦角下水力裂缝易沿层理扩展。     

压裂液黏度和注液速率对含层理页岩水力裂缝扩展行为的影响规律研究

为了研究压裂液黏度和注液速率等施工参数对含层理页岩水力压裂过程中其水力裂缝扩展行为的影响规律，首先采用数值模拟的研究方法，借助块体离散元法建立相关水力裂缝扩展模型，并对其模拟结果进行验证；在数值模型基础上，通过设置不同施工参数来进行模拟研究。研究发现：较低的压裂液黏度和注液速率时，所形成的水力裂缝内压力较低且分布均匀，水力裂缝更倾向于转向沿层理面扩展；而较高的压裂液黏度和注液速率时，裂缝内压力较高且分布差异大，此时水力裂缝更趋向于穿过层理面竖向扩展。