水力压裂技术在矿井坚硬顶板控制中的应用

为解决煤矿顶板致密坚硬,强度高,不能随工作面回采及时垮落的问题,本文以霍宝干河矿2-216工作面为工程背景,采用坚硬顶板定向水力压裂技术致裂顶板,并通过理论分析和数值模拟对不同水力压裂参数进行研究,为矿井巷道顶板控制提供理论基础。     

切顶卸压护巷技术在马兰矿的应用研究

马兰矿针对18509工作面巷道围岩变形破坏严重的问题,以18509工作面为背景采用FLA 3D数值模拟软件对该工作面切顶卸压后巷道围岩变形进行模拟研究,实践监测表明:切顶后巷道顶底板变形量减少,有效提升巷道围岩的稳定性。     

水力压裂在采煤工作面初次放顶中的应用

4203回采工作面顶板致密、坚硬,采用水力压裂技术对采面顶板进行处理,并对水利压裂钻孔参数进行详细设备。现场结果表明,采用水力压了技术对顶板进行处理后,采面上覆坚硬岩层出现依次、分层垮落,顶板垮落未给采面生产带来不利影响,顶板处理效果明显。     

阳煤一矿81303工作面水力压裂切顶卸压工程技术实践

针对阳煤一矿81303工作面进风巷大面积悬顶问题;在分析煤层赋存特征、地质力学等参数的基础上,确定开展水力压裂切顶卸压技术实践。通过设计合理的压裂参数和工艺,现场压裂效果显示:随着工作面的推进,减轻了工作面端头受超前支承压力的影响,缩短了采空区悬顶长度,同时减小了冒落岩石的块度;本次实践为工作面安全回采提供了重要技术支撑,具有重大推广意义。     

带有导向孔的浅孔爆破在留巷切顶卸压中的应用

厚层坚硬顶板切顶卸压是优化沿空留巷围岩应力结构的有效方法之一,对导向孔有效的运用,在切顶卸压当中是一种全新的尝试方法。浅孔爆破沿空留巷的作用原理运用LS-DYNA数值模拟分析的方法来进行研究和分析,有效阐述了导向孔在该项工作当中的主要作用机理,并且选择了相应的工作参数,对整个爆破工作的影响进行了阐述。     

综放工作面坚硬顶板强矿压显现特征及其防治

为解决坚硬顶板难垮难落的问题，本文以8106为工程背景，利用数值模拟对不同回采步距下巷道垂直、水平应力云图进行分析，发现在30-50m内出现初次来压，根据模拟结果对巷道进行支护设计，确定巷道支护采用锚杆+锚索+钢带联合支护，对支护方案进行应用研究，发现经过支护后巷道顶底板变形量及两帮变形量分别为77 mm、56 mm，巷道围岩控制达到了预期目标。     

综采工作面切顶卸压沿空留巷技术研究

以8304综采面辅助运输巷沿空留巷为工程背景,对采用的切顶卸压技术进行详细阐述。切顶卸压沿空留巷技术在一定的条件下可以确定沿空留巷的稳定,为矿井的高效生产创造良好条件。     

高压水力压裂技术在瓦斯治理中的应用研究

为解决低渗透煤层瓦斯抽采难的问题，本文利用数值模拟研究对水力压裂参数进行研究，发现随着注液时间的不断增大，此时流体压力呈现出先增大后减小的趋势。同时随着随着注液时间及注液量的增大裂缝的宽度及裂缝扩展长度均呈现逐步增大。对水力压裂增透技术进行应用，发现经过水力压裂的钻孔抽采瓦斯的流量明显高于常规孔，增透技术应用取得了较好的效果，为矿井瓦斯抽采提供一定的参考。     

综采面上隅角顶板强制放顶技术应用研究

针对2301综采工作面上隅角顶板不能随采面推进及时垮落问题,在对采面顶板岩性以及地应力测试基础上,提出采用水力压裂强制放顶技术措施,并计算了水力压裂钻孔的压裂高度,并对水力压裂钻孔的布置进行设计,现场应用结果表明,采用的水力预裂技术措施可以有效的对上隅角顶板进行处理,基本实现了随采随冒,并且增强了回采工作面的安全性。     

综放沿空留巷充填体应力分布及卸压预裂角研究

为解决煤矿为了提升出煤率选用沿空留巷技术时易发生巷旁充填体变形严重的问题,本文利用数值模拟软件对综放工作面的充填体垂直应力进行分析,并对爆破切顶卸压的预制角度进行研究,发现随着预制角的增加,巷旁充填体的垂直应力呈现出减小的趋势,所以选定90°为最合理的切顶卸压角度,为沿空留巷巷道变形治理作出了一定的贡献。     

厚煤层综放开采钻孔切顶留巷支护技术研究

具有煤与瓦斯突出危险性煤层在开采时掘进巷道工程量大,矿井面临的采掘接替局面紧张,为了确保13采区快速、高效开采,在对13采区首采面13011煤层、顶底板岩性参数进行测试基础上,提出采用钻孔切顶留巷支护技术,并在原巷道支护基础上补打顶板锚索,木垛及密集点柱,并在采空区侧布置柱腿及菱形金属网防止采空区矸石进入到运输巷。现场应用结果表明,采用的钻孔切顶留巷支护技术可以保证留设巷道围岩稳定,满足巷道使用需要。     

复合顶板条件下巷道围岩控制技术研究

为了解决复合顶板围岩变形较大的问题，本文利用数值模拟软件对复合顶板变形及支护进行研究，通过模拟发现采动影响下，采区下山是由于水平作用发生的顶板层间错动，造成的离层破坏，所以支护需要切断水平方向应力的传递。根据模拟结果提出注浆加固，经过对岩层进行浅部注浆支护，有效的提升了回风下山岩层的稳定性，巷道围岩变形量均处于可控状态。为矿井安全开采提供参考。     

坚硬顶板条件下爆破切顶卸压沿空留巷参数优化研究

针对切顶卸压沿空留巷过程中出现的坚硬顶板条件下预裂效果不理想,装药速度慢,效率低以及挡矸U型钢摩擦阻力小,缩进量大,抗变形能力差等问题,对爆破工艺以及挡矸工艺进行了优化改进,通过采用O型聚能管提高爆破装药量以及简化装药工艺,并对挡矸U型钢结构进行了优化,增大了摩擦阻力,提高了U型钢抗变形能力,解决了制约留巷的一系列难题...     

切顶卸压沿空留巷动压承载临时支护技术分析

本文首先阐述了切顶卸压沿空留巷技术、动压承载临时支护技术的原理,然后对切顶卸压沿空留巷动压承载临时支护技的应用思路进行了详细分析。     

18403综采工作面过平行全长大断面空巷技术的研究

18403工作面过平行全长大断面空巷的研究实践是屯兰矿首例,在西山乃至全国范围内寥寥无几。过空巷时采用加强支护、切顶卸压、调斜工作面的方法,突破了原有技术理念,提高了屯兰矿对切顶卸压先进技术的理解与运用,为以后相似条件下的安全生产提供技术支撑及指导。综采工作面经过空巷时容易造成大面积冒顶,影响安全生产;若不开采空巷区域的煤层又会造成资源浪费和频繁搬家倒面的情况,因此掌握综采工作面过空巷的技术,对于安全生产、缓解接替紧张有极其重大的现实意义,其研究成果能够迅速在相同煤层、类似巷道推广应用,具有广阔的应用前景。     

合层水力压裂煤层投球数的确定

在单层较薄、煤层间距较小的多煤层发育地区进行合层水力压裂时,合理的投球数是保障合层水力压裂施工过程顺利进行、被改造的各煤层总体效果最佳的重要条件之一。煤储层与砂岩储层在力学性质等方面存在一定的差异性,若参照砂岩储层的投球数对煤储层进行改造,可能导致施工压力上升、煤层段压裂效果欠佳等问题。因此,准确得出不同地质情况下的合理投球数,可以解决以往投球数确定难、施工效果无法保证的问题。基于合层投球水力压裂原理,系统分析了合层投球水力压裂的影响因素,在此基础上,分别构建了软、硬煤交互和不同硬煤的合层水力压裂地质模型及投球数数理模型。应用该模型,对淮北芦岭矿8^#+9^#合层水力压裂的投球数进行了设计,现场施工结果表明,该方法能对不同煤层组合下的合层水力压裂的投球数确定提供理论依据。     

井中微地震监测技术在重复压裂中的应用

微地震井中监测主要用于了解水力压裂过程中破裂发生和发展状况,监测水力压裂的裂缝空间展布特征信息,用以作为油田开发井网、射孔的方位以及压裂参数优化的参考依据。本文以青海油田低渗难采油田压裂失效井所进行的重复压裂为研究目标,分析近井地应力场大小和方位均发生变化对裂缝展布的影响,对重复压裂工艺中的施工规模、施工参数研究提供依据。     

压力波动对水力锚安全性能的影响

开发低渗难采油气藏的最好办法就是多层压裂技术,多层压裂具有针对性强、作业时间短、压裂效果好等特点,但在压裂过程中经常会出现压力波动,致使管柱上下蠕动从而导致关键工具水力锚和封隔器失效,严重影响施工安全,因此压力波动对水力锚安全性能影响的研究至关重要。针对水力锚锚定、封隔器全部失效这一危险情况,考虑了接触非线性以及压裂管柱的瞬态动力学特性,运用ANSYS软件,建立了上部压裂管柱和下部工具串的力学模型,对不同压力波动幅值下的压裂管柱进行瞬态动力学分析,分析结果表明水力锚最大轴向摩擦力值随波动幅值的增加而增大,同时计算出使水力锚滑脱失效的临界压力波动幅值。该研究结果不仅可以为水力锚的优化设计提供有效的理论依据,也为压裂施工提供合理参数。     

水力压裂的现场质量控制技术及应用

在水力压裂施工中，严格的现场质量控制可以最大限度地发挥水力压裂的应有潜力，为分析评价压裂效果提供第一手资料，为压裂设计的进一步改进和完善提供借鉴。结合胜利大芦湖油田樊128块油藏的压裂实践，介绍了水力压裂现场质量控制的内容，包括拖工前准备，施工阶段及施工后的各项工作，突出了现场可操作性和灵活性，强调了压前的优化设计和现场实时变化间的有机统一。对完善压裂的优化设计和提高压裂的增产效果都具有重要的现实意义。     

非均质性页岩水力压裂裂缝扩展形态研究进展

水力压裂是目前中国构建页岩油气储层复杂裂缝网络的主要技术之一，而页岩储层内部矿物组分差异以及不连续界面（层理、天然裂缝）的广泛分布使其具有强烈的非均质性，直接影响并制约了储层水力压裂改造效果。基于页岩微观矿物组分非均质性和宏观结构非均质性2方面，系统阐述了水力压裂裂缝扩展形态的研究进展。首先，分析了矿物组分差异引起的脆性程度对水力压裂裂缝扩展形态的影响；其次，总结了影响水力压裂裂缝与天然裂缝相互作用模式的关键地质因素和工程因素，探讨了水力压裂裂缝与天然裂缝相互作用机制；最后，研究了页岩层理对水力压裂裂缝穿层扩展的影响机理，阐述了层理面倾角、胶结强度及密度等关键参数对层理面开裂、水力压裂裂缝穿层和扩展形态的影响规律。综述了现阶段非均质性页岩水力压裂研究中存在的问题及发展趋势，为压裂设计优化提供了重要的理论依据。