保德煤矿CO_2预裂爆破增透技术试验研究

介绍了液态CO_2预裂爆破增透技术原理及预裂装置。现场试验表明:预裂爆破后煤层透气性系数增大了2.0~6.8倍,预裂钻孔浓度提高1.38倍;预裂钻孔的百米钻孔瓦斯抽采量是对比孔的4.6~11.5倍。试验取得较好的效果。     

CO_2致裂增透强化瓦斯抽采试验研究

针对低透气性煤层瓦斯抽采困难的问题,应用CO_2致裂技术,利用液态CO_2受热升温达到临界温度时瞬间气化产生的高压波预裂煤层,同时通过CO_2与CH_4分子在煤体表面的竞争吸附作用促进瓦斯解吸,实现煤层强化抽采,增透效果十分明显。     

大湾煤矿CO_2预裂煤层增透技术的试验

针对大湾煤矿地质构造复杂、瓦斯含量高、透气性系数低、瓦斯抽采效果差等特点,在大湾煤矿中井Z1021工作面底抽巷进行CO_2预裂煤层增透技术试验。通过施工12组穿层钻孔对比,CO_2预裂孔的抽采浓度在46.4%~50.8%,比普通钻孔平均抽采浓度高出近20%,抽采衰减度减少44%,有效预裂钻孔抽采半径达20 m以上。该技术能够有效提高瓦斯抽采量和抽采速度,可在地质条件类似矿井进行推广。     

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。     

煤与瓦斯突出煤层CO_2相变致裂增透技术试验研究

针对车集煤矿煤层瓦斯压力较高、透气性差、瓦斯预抽难度大等问题,提出了在二_2煤层进行CO_2相变致裂增透技术试验。进行了CO_2相变致裂技术原理和CO_2致裂装置研究,设计了CO_2相变致裂增透影响半径试验方案和CO_2相变致裂增透瓦斯抽采效果试验方案。现场试验结果表明,本次CO_2相变致裂增透试验的影响半径为4 m;在观测的15 d内,致裂组的平均瓦斯抽采流量为普通抽采组平均瓦斯抽采流量的1.7倍。     

宏发煤矿低渗透性煤层CO2致裂增透技术试验研究

为了研究CO_2致裂增透技术对贵州低渗透煤层瓦斯抽采的影响,以贵州宏发煤矿1903工作面回风巷为研究对象,进行CO_2致裂增透试验研究。研究表明:煤层致裂后,其透气性系数平均为原始煤层的3.05倍,煤层的透气性显著提高;煤层瓦斯平均抽采浓度增大了4.19倍,平均抽采纯量为原始煤层的3.99倍;在钻孔瓦斯抽采率方面,单孔的瓦斯抽采效果提高了2.58~3.92倍;钻孔工作量降低了4倍,抽采达标时间缩短了55d,瓦斯涌出量降低了40%,煤层瓦斯抽采效益显著。CO_2致裂增透技术为解决贵州矿区低透煤层的瓦斯抽采技术难题提供了参考和借鉴。     

低渗透性煤层CO_2相变致裂增透规律及应用

针对轿子山煤矿M9煤层采掘过程中,煤层瓦斯含量高、压力大、抽采效率低、瓦斯治理周期长等问题,应用具有"增透"和"置换"双重效应的CO_2相变致裂增透技术,提高煤层透气性和瓦斯抽采效率。在轿子山煤矿9807运输巷进行CO_2相变致裂增透试验,重点考察不同致裂方式、不同布孔方式的致裂孔瓦斯抽采效果。结果表明:致裂孔抽采瓦斯纯流量是普通抽采孔的2. 0～2. 8倍,抽采瓦斯浓度提高1. 7～2. 4倍。在煤层赋存及钻孔条件相似的情况下,延时起爆(二次)致裂方式的钻孔有利于裂隙延展,增大裂隙范围;在致裂孔两边施工辅助孔时,为高压CO_2气体提供了自由面,减小了其向周边传播阻力,能够增大致裂孔影响范围,从而提高瓦斯抽采效率。     

CO_2爆破预裂增透试验研究

影响瓦斯抽采效果的主要因素是煤层透气性,为提高瓦斯抽采效果,常村煤矿实施了CO_2爆破预裂增透技术,通过构建ANSYS3D数学模型,研究不同应力下应力波在煤体中的传播范围,分析主裂隙及次生裂隙的发育。现场实践证明,在抽压应力、爆破应力作用下煤层裂隙发育具有明显差异,抽采纯量显著提高,为常村煤矿瓦斯治理提供了指导。     

CO_2增透预裂技术在常村煤矿瓦斯抽采中的应用

文章通过对常村煤矿23采区进风下山反掘段现场进行CO2增透预裂试验,结果表明,预裂后煤层瓦斯体积有显著增加且持续时间较长,单孔瓦斯抽采浓度在实施预裂爆破增透技术后提高了18.6%,单孔纯瓦斯流量一段时间内提高了177%,充分表明CO2增透预裂对于提高煤层透气性,降低了抽采难度,提高瓦斯抽采利用率效果明显,对消除常村煤矿瓦斯突出、保障矿井安全生产提供了必要的技术支持。为类似矿井瓦斯抽采提供了参考依据。     

煤层液态CO2相变致裂增透技术试验研究

液态 CO２ 相变致裂煤层增透技术可以有效解决煤层渗透性差、瓦斯抽采率低等难题.以长治矿区３号煤层为工程背景,通过理论分析导向裂隙、初始裂隙和裂隙扩展３个阶段的裂隙区半径,利用数值模拟研究单孔、多孔以及不同钻孔间距下的液态 CO２ 相变致裂低透气煤层裂隙扩展规律,并进行 了 现 场 工 业 性 试 验.研 究 结 果 表 明:单 孔 液 态CO２ 相变致裂爆破煤层的最大破坏范围为６m,爆破孔中间设置空孔可以扩大相变爆破致裂的破坏范围;实施液态CO２相变致裂技术后,３号煤层平均瓦斯抽采率由０．５７％增加到０．９２％,单孔瓦斯抽采率提高了１．２５~２．９１倍,瓦斯抽采率明显提升.该研究为液态 CO２ 相变致裂煤层增透技术提供 了理论依据和现场指导.     

二氧化碳爆破深孔预裂强化增透试验研究

针对胡家河煤矿煤层具有煤与瓦斯突出危险性的事实,认真地分析了该煤矿采用二氧化碳爆破增加煤层透气性的瓦斯抽采相关参数,提出了二氧化碳爆破深孔预裂强化增透技术优化方案,优化后的瓦斯抽采钻孔孔径75 mm,孔深100 m,孔间距10 m。     

二氧化碳爆破增透技术的试验应用

为解决低透气性煤层较难抽采的难题,赵庄矿南苏风井揭煤应用二氧化碳爆破技术来增加煤层透气性,提高瓦斯抽采效果,试验证明了该技术在煤层卸压增透中具有快速、高效、安全的优点,为二氧化碳爆破增透技术在低透气性煤层强化抽采的推广应用提供了参考和经验。     

煤层CO_2与水力交替充装压裂增透技术

为了提高煤层透气性系数,采用CO2气与水力交替充装压裂技术,来增加煤层的透气性系数。分析CO2与水在交替充装下,CO2、水体和煤体三者相互作用的过程对于煤体产生的疲劳损伤机理,以及CO2对于吸附煤体中甲烷的驱替效应机理,有效提高瓦斯抽采率。     

高压二氧化碳爆破增透机理及试验研究

基于损伤力学,对高压二氧化碳爆破增透机理进行了分析研究。司马煤业有限公司井下试验结果显示,利用高压二氧化碳爆破技术进行煤层强化增透,可使钻孔瓦斯浓度提高1.12~5.68倍,爆破有效影响半径不低于5.9 m。数值模拟结果显示,致裂孔最佳间距为9m。二氧化碳致裂器具有安全、无污染、可控制等优点,应用前景良好。     

二氧化碳致裂器爆破技术在煤矿巷道掘进的实践

王坪煤电有限责任公司在303盘区2303巷掘进过程中试验使用二氧化碳致裂器爆破作业工艺。结果表明:二氧化碳致裂器爆破不会产生有毒气体,而且可以有效地提高爆破的掘进效率,二氧化碳致裂器可回收利用,实现了煤矿巷道安全高效的掘进。     

煤层液态CO_2深孔爆破增透技术

为提高低透气性高瓦斯突出煤层瓦斯抽放率,将液态CO2深孔爆破增透技术运用于煤矿低透性高瓦斯突出煤层,考察CO2爆破对煤层透气性、百米钻孔瓦斯流量、瓦斯抽放量、抽放浓度以及突出预测敏感指标的影响。采用液态CO2爆破增透技术后,增大了钻孔瓦斯有效抽放半径和高瓦斯煤层透气性,显著地提高了瓦斯抽放放率。     

基于LCA方法的二氧化碳爆破环境影响分析

为了考察二氧化碳爆破的环保性能, 采用生命周期评价(LCA)方法分析了从原材料和能源生产、致裂器加工组装、现场爆破和最终废弃物处置全阶段所造成的环境影响, 定量地得出了生命周期影响评价结果。结果表明, 二氧化碳爆破生命周期对海洋生态毒性方面的环境影响程度最高, 其次是淡水生态毒性、淡水富营养化、金属资源枯竭以及人类毒性。在二氧化碳爆破整个生命周期中, 主要污染环节是包括钢铁生产过程和电能生产过程在内的原材料和能源生产阶段, 对环境影响的贡献占比超过50%。通过与传统爆破方法生命周期评价对比发现, 二氧化碳爆破并不比传统爆破方法更清洁环保, 反而对水体造成了巨量污染, 需要引起重视并进一步改进。     

深部井筒揭双层煤深孔预裂爆破增透技术研究

针对顾桥矿深部进风井井筒揭8煤、7-2煤,8煤层埋深955.49~958.34 m,7-2煤在8煤下方6.5 m,属深部井筒。双煤层瓦斯含量与瓦斯压力均超出指标,为保障井筒揭煤安全,提出采用深孔预裂爆破增透技术。取得了良好的增透效果,消除了煤与瓦斯突出危险。     

CO_2致裂器药卷最小起爆长度试验

对CO_2致裂器药卷最小起爆长度进行测试,利用控制变量法分段逐步进行爆破试验,并对爆破效果进行理论分析,讨论工程应用当中药卷的最佳长度。得到不同型号致裂器的安全起爆药卷长度与增大起爆威力的方法,方法对煤层瓦斯抽采致裂及岩石致裂具有指导作用。     

巴润矿矿岩混合复杂爆区爆破分离技术试验研究

巴润矿床成因复杂,矿体不规整、产状及空间形态无规律,爆区内常出现多矿种、众矿体和多岩性混合的矿岩分布状态。常规露天开采爆破过程使破碎矿(岩)石在爆堆中相互混合,导致矿石贫化、损失较严重。针对矿岩混合复杂爆区存在的矿体边界不清、爆破过程矿岩混合和电铲装车时难以直观辨识矿(岩)石等难题,提出了向矿(岩)体中部抛掷堆聚、矿(岩)体交界处爆破分离成清晰沟槽为核心的分离爆破技术方案。通过钻孔岩粉取样化验圈定爆区内矿(岩)体的实际边界,综合应用矿(岩)体中部等时线定向抛掷堆聚技术、矿(岩)体边界多自由面长延时对孔起爆抛掷分离技术和电子雷管精准起爆技术等,实现了爆破荷载作用下矿(岩)石有序堆聚和边界清晰分离的目标。基于颗粒流PFC3D的数值模拟研究初步确定了台阶深孔爆破矿岩分离的技术参数,在此基础上开展了现场爆破分离试验。现场爆破试验的台阶高度为14 m,炮孔直径为310 mm,孔排距为(8～10) m×6 m,采用三角形布孔方式。先行起爆紧邻矿岩分界的同排两侧炮孔,延时110 ms后同时起爆跨矿岩边界的同排两侧炮孔。爆区内以矿(岩)体中部为起爆零点的多"V"型精准起爆和等时线抛掷堆聚等技术的综合应...