低渗煤层液态CO_2相变定向射孔致裂增透技术及应用

如何实现深部煤层瓦斯的高效抽采是保障我国煤炭企业安全生产的重要问题,而低透气性煤层瓦斯储层增产改造则是其中的核心技术和热点问题。为解决低透气性煤层瓦斯高效抽采技术难题,研究提出了地应力条件下优势射孔致裂方向的确定方法及低渗煤层液态CO_2相变定向射孔致裂增透技术,现场试验及应用研究形成了液态CO_2相变定向射孔致裂增透网格式瓦斯抽采方法。研究表明:孔壁破裂压力受钻孔方位角、倾角影响具有明显的方向性,并确定了试验区液态CO_2相变定向射孔优势致裂方向;该技术可有效增加煤样孔隙度、孔径、比表面积、可见孔比例等,改善煤岩体内孔隙结构及渗流能力,提高瓦斯抽采纯流量9~12倍,降低煤层瓦斯抽采流量衰减系数92%;现场试验及PFC2D数值模拟研究确定了该技术的影响半径为9~13 m;应用表明液态CO_2相变定向射孔致裂增透网格式瓦斯抽采方法,可有效预防低透气高突煤层巷道掘进期间的瓦斯超限问题,提高巷道掘进速度4~5倍。     

新维矿8102工作面自然发火防治技术

针对川南矿区近距离煤层群开采过程中面临的自然发火防治难题,以新维矿8#煤层首采工作面为例,通过8102工作面回采期间面临的自然发火危险因素分析,得出高位遗煤与采空区遗煤是自然发火的高危区域。提出以自然发火预测预报为先导,以堵漏控风、开区注氮和高位注浆为核心的综合防灭火技术措施,根本上降低了煤层自然发火概率。回采过程中工作面及采空区各地点CO浓度始终保持在20×10^-6以下,保障了工作面的安全回采。     

多煤层共采区域通风防火控制技术

针对白皎煤矿煤层群间距近、瓦斯含量大、自然发火期短等问题,为实现瓦斯与火耦合影响下工作面低成本安全回采,白皎煤矿因地制宜地提出区域均压防火技术工艺及"瓦斯抽采影响下氮气动态补偿理论",并以白皎煤矿2274回采工作面为例,结合工作面煤层赋存条件、巷道布置、邻近老空区对本工作面影响等因素,应用区域通风防火控制技术工艺,保证了工作面的安全回采,总结出"注氮优先、抽注兼顾、动态控抽、实时监测"的氮气动态补偿基本原则,并得出瓦斯抽采下注氮量及氮气补偿瓦斯的影响因素等结论。     

低渗煤层液态CO2相变射孔破岩及裂隙扩展力学机理

液态CO2相变射孔致裂增透技术作为一种有效的低渗煤层强化抽采方法,已被广泛的应用研究。但由于该技术在破岩及裂隙扩展力学机理方面研究不足,在一定程度上影响该技术进一步发展及应用。基于热工学、弹性力学、断裂力学等理论基础,建立了液态CO2相变气体射流压力模型,理论分析了液态CO2相变射孔破岩力学机理、地应力条件下裂隙扩展力学机理。采用PFC2D离散元颗粒流分析软件,进行数值模拟研究,分析了不同地应力及射流压力条件下液态CO2相变射孔破岩及裂隙分布特征。在以上研究基础上,在川煤集团白皎煤矿进行现场试验,研究表明该技术可有效提高低渗煤层瓦斯抽采效率。     

SF_6示踪气体漏风测试技术在白皎煤矿的应用

白皎煤矿近距离煤层群赋存条件下区域漏风复杂,工作面层间漏风严重,对防火工作极为不利。以2274工作面区域为例,开展SF_6示踪气体漏风测试技术工艺研究,查找漏风通道并掌握漏风规律,为分析2274工作面上覆老空区隐患范围,针对性采取预防措施提供技术支持,保障了该工作面安全回采。