龙门峡南煤矿一项技术获奖

正川煤集团广能龙门峡南煤矿的"高压、高浓度裂隙瓦斯、硫化氢快速治理技术优化研究"项目获全国优秀职工技术创新成果一等奖。瓦斯、硫化氢等灾害威胁着龙门峡南煤矿的安全,该矿治理高压、高浓度裂隙瓦斯、硫化氢方面进行技术攻关,在准确探明裂隙赋存状况以及裂隙瓦斯和硫化氢积存状况的基础上,探索出     

水力压裂技术在王行庄煤矿的应用

针对王行庄矿二1煤层透气性、瓦斯预抽率低等问题,提出了水力压裂增透技术,分析了水力压裂增加煤层透气性机理,确定了水力压裂工艺及参数,并在二1煤层11091运输巷进行了水力压裂技术试验。结果表明:实施水力压裂后,煤层瓦斯平均抽采浓度提高了5.3倍,瓦斯抽采量提高了6.1倍,提高煤层透气性和瓦斯抽采率的效果较理想。     

水力压裂增透技术在南桐煤矿的应用研究

为探索低渗煤层的瓦斯抽采增产关键技术,提高瓦斯抽采效率,缩短抽采达标时间,针对南桐煤矿瓦斯治理中的难题,开展了煤矿井下水力压裂增透抽采瓦斯技术研究。研究结果表明:水力压裂可在煤层中形成一组沿最大主应力方向延伸、最小主应力方向张开的径向张性裂缝,明显提高煤层的透气性;南桐煤矿K2煤层最大破裂压力为32.0MPa,选择压力为38.0MPa的设备工况进行压裂,单孔平均压入水量400m3左右;-325m7511工作面压裂后钻孔平均每米抽采贡献量是传统工艺的49倍,减少了预抽钻孔工程量,降低了成本,提高了瓦斯抽采效果。     

井下重复水力压裂技术在保安煤矿的应用

为了更好地提高煤储层的渗透率,减少水力压裂盲区,提出了井下重复水力压裂增透技术,并阐述了井下水力压裂的一般工艺流程。根据保安煤矿地质及煤层特征,设计了该矿重复水力压裂的关键技术参数,并进行了重复水力压裂试验和压裂效果检验。结果表明:未压裂区域单孔瓦斯抽采纯量和抽采浓度平均为0.0024m3/min和6.2%,压裂区域平均为0.0051m3/min和11.2%,分别提升1.13倍和0.81倍,瓦斯抽采效果提升显著;未压裂煤体透气性系数为0.007861m2/(MPa2·d),压裂后为0.317582m2/(MPa2·d),提高40倍以上;水力压裂后百米流量衰减系数由原始煤体百米流量衰减系数0.024减小到0.021,降低了12.5%。试验结果表明重复水力压裂能够有效提高井下瓦斯抽采效果,在煤矿瓦斯灾害防治中具有推广应用价值。     

水力压裂增透技术在兴安煤矿的应用

为了解决煤层透气性较低的问题,提高本煤层钻孔瓦斯抽采率,降低煤与瓦斯突出危险性,在兴安煤矿井下进行水力压裂增透现场试验。为确定合理的注水压力,对煤层水力压裂进行了力学分析,并利用数值模拟的方法计算出该煤层裂纹起裂临界水压为12.4 MPa。水力压裂现场试验结果表明:煤层压裂后瓦斯抽采浓度和流量均有明显提高。     

水力压裂技术在煤矿瓦斯治理方面的应用

为了提高煤层的透气性,改善瓦斯抽采效果,许多煤矿对水力压裂技术进行了研究和应用实践。介绍了水力压裂技术原理及工艺,分析了该技术的煤体增透、改变煤体强度、平衡地应力等多重效应。通过实施水力压裂技术,平煤十矿单孔瓦斯抽采时间由原来的7~9d延长到80多d,单孔瓦斯抽采量最大提高120多倍;神火集团梁北矿"三软"煤层单孔瓦斯抽采浓度由4.4%提高到95.0%,瓦斯抽采总量由237.9m3/d提高到1404.4m3/d;贵州六枝工矿2372机巷、1470中巷实施10次水力压裂后,瓦斯抽采时间大幅延长,抽采效率明显提高,消突效果达到预期目标。     

水力压裂增透技术在顾桥煤矿的应用

针对顾桥煤矿煤层单一、透气性差,瓦斯抽采效率低的问题,提出水力压裂增透技术,分析了水力压裂设备及钻孔布置工艺。在顾桥煤矿1351(3)工作面的现场工业试验表明:该技术起到了提高瓦斯抽采效果的目的。     

水力压裂技术在煤矿坚硬顶板控制中的应用

本文开展水力压裂控制坚硬顶板的现场应用研究,通过监测支架工作阻力、顶板来压步距检验压裂效果,并与爆破控顶进行对比,得到以下结论:压裂过程显示,压裂孔两侧的钻孔中有水流出,裂缝已扩展至该处,说明压裂能够使裂缝在顶板中大范围扩展,从而有效弱化顶板岩层,破坏顶板的完整性;压裂后,支架工作面阻力得到明显改善,水力压裂可使顶板及时垮落,减小顶板来压对工作面支架的冲击;与爆破控顶相比,水力压裂控顶具有工程量小,安全性高,施工速度快、控顶效果好等特点。     

李雅庄煤矿水力压裂切顶技术应用研究

针对李雅庄煤矿工作面上隅角悬顶面积过大以及巷道超前段动压显著等技术难题,采用水力压裂切顶技术,使顶板岩层产生裂隙,破坏顶板岩层完整性,工作面回采后上隅角能够及时垮落,减小悬顶面积。工程实践表明,通过在工作面2-6112巷上隅角顶板应用水力压裂切顶试验,实现了上隅角顶板的及时垮落且周期来压步距缩短在10 m内,上隅角的悬顶面积小于10 m²。从而转移了顶板应力,减弱了两巷超前动压,最终实现了顶板卸压,保障了李雅庄煤矿的安全生产。     

水力压裂切顶卸压技术在王坡煤矿的应用

为了解决王坡煤矿3314运输巷在相邻工作面采动影响下变形严重的问题,采用水力压裂技术在超前工作面进行定向水力压裂切顶卸压来削弱巷道附近的高集中应力,以此达到使巷道处于低压区的目的。依据3316工作面工程地质条件,对水力压裂钻孔相关施工参数进行确定并进行工业性试验,现场监测效果表明,压裂后巷道围岩变形量大大降低,巷道围岩变形处于可控范围,能实现巷道的重复利用。     

凤凰山煤矿坚硬顶板定向水力压裂技术应用研究

针对超前深孔预裂爆破弱化方式处理煤矿坚硬难垮顶板存在的问题,采用定向水力压裂技术在凤凰山煤矿XV4306和XV5302两个工作面进行井下试验。根据现场围岩地质力学特征,确定工作面两次压裂方案;通过现场施工,优化施工工艺;工作面回采后通过监测支架受力,得出预压裂工作面顶板初次来压步距在26~27m之间,水力压裂控制顶板效果良好,为该技术的推广应用提供了依据。     

坚硬顶板定向水力压裂技术在王台铺煤矿的应用

王台铺煤矿XV#煤顶板属于坚硬难垮顶板,由于条件限制和存在问题不宜采用传统的超前深孔预裂爆破弱化方式处理顶板问题,采用定向水力压裂技术在井下工作面进行现场试验,通过现场围岩地质力学特征测试确定定向水力压裂方案。工作面回采后通过监测支架受力,得出预压裂工作面顶板初次来压步距在26~27 m之间,水力压裂控制顶板效果良好,并且克服了深孔预裂爆破中存在的不足,为该技术的推广应用提供了依据。     

山西塔山煤矿水力压裂技术的应用实践

针对塔山矿3~#~5~#煤层的低透气性、难抽采等特点,以该矿8201工作面为研究对象,采用水力压裂技术实现煤层增透。结果表明:压裂单孔的平均瓦斯抽采浓度为10.50%,相较于普通抽采单孔的平均瓦斯抽采浓度7.98%,提高了约31.6%;压裂单孔的平均瓦斯抽采纯量为0.296 m~3/min,相比于普通抽采单孔的平均瓦斯抽采纯量0.226 m~3/min,提高了31.0%,增透效果明显,有利于该煤层的瓦斯抽采。     

水力压裂切顶卸压技术在干河煤矿的应用

为解决干河煤矿σHvh型构造应力场下2-2092巷在回采过程中超前影响段变形严重的问题,通过理论分析确定了水力压裂钻孔的最优布置参数为倾角50°、方位角90°、孔深40.5 m、孔距800 mm.在2-2092巷道内应用该钻孔布置参数进行水力压裂切顶卸压试验研究后发现:水力压裂段较非压裂段的底鼓量、顶板下沉量、两帮移近...     

煤矿井下长钻孔水力压裂技术研究

为了实现煤矿井下长钻孔的有效大规模压裂,结合中马村矿羽状长钻孔施工情况,采用HTB500型水力压裂泵组进行重复水力压裂试验,并使用大地电场岩性探测仪对水力压裂有效范围进行探测。试验结果表明,抽采瓦斯纯量由压裂前几近为0增大至739.8 m3/d;抽采体积分数由0增大为44.1%~99.9%;煤层透气性系数由压裂前的3.2~4.0 m2/(MPa2·d)增大至25.6~44.8m2/(MPa2·d);压裂有效范围以压裂孔为中心呈不对称形式展布,长度沿钻孔延伸方向达370 m,宽度为30~60 m。     

煤矿水力压裂切顶卸压技术研究

为了改善留巷的应力状态,降低巷道维护难度,保证矿井安全生产,以煤矿实际巷道工程概况为基础,分析了水力压裂切顶卸压前后的应力分布,研究了试验机具与设备,设计了压裂参数及水力压裂切顶技术施工工艺,并分析了水力压裂切顶技的安全技术措施.研究为类似矿井地质条件的巷道切顶卸压提供了借鉴.     

煤矿井下水力压裂技术及在围岩控制中的应用

水力压裂技术在煤矿围岩控制中,主要用于坚硬顶板弱化和高应力巷道围岩卸压。在分析现有水力压裂理论的基础上,介绍国内采用真三轴水力压裂试验系统获得的有关水力裂缝扩展规律的研究成果;重点论述煤矿井下水力压裂技术取得的最新进展,包括常规压裂与定向压裂方法,压裂机具设备与工艺,及压裂效果检测仪器与方法。介绍水力压裂在回采工作面坚硬顶板弱化,及受多次采动影响的高应力巷道卸压中的应用实例,分析和评价压裂效果。最后,根据煤矿井下煤岩体特点,提出水力压裂技术的发展方向与建议。     

水力压裂技术在煤矿坚硬难垮顶板中的应用

基于煤矿坚硬难垮顶板现状及存在的问题,介绍了水力压裂技术及在井下的工业试验情况,该技术通过跨式膨胀性封孔器对压裂段进行封闭,利用高压水将封闭段进行压裂,将顶板不同位置岩体进行压裂,生成多条裂纹,最终形成裂纹网络,从而达到弱化顶板的目的。实验结果表明:随着工作面的推进,顶板依次分层、分次垮落,减弱老顶初次来压强度,保证工作面安全。水力压裂技术是一种安全、高效、绿色的控制坚硬难垮顶板的技术,有广阔的发展前景,将在煤炭行业得到广泛的应用。     

干河煤矿回采巷道水力压裂卸压技术应用

以干河煤矿2-209工作面2092巷为工程实例,为解决该巷道变形严重的问题,拟定采用水力压裂切顶卸压技术;应用表明,通过高压水切顶后,巷道顶底板及两帮最大变形量均相对未切顶巷段减小50%左右,超前支承压力影响减弱;解决了回采巷道反复维修的问题,实现了工作面安全高效回采,取得良好的经济、安全效益。