王家岭煤矿CO_2相变致裂煤层增透技术应用研究

针对王家岭煤矿2#煤层低透气性的特点,采用CO_2相变致裂技术进行煤层增透现场实验研究,现场测试得出爆破深度在27~30 m内,当爆破孔与控制孔间距1.5 m时,单孔CH_4抽采纯量和浓度分别提高至6倍和5倍,160 min后CH_4浓度衰减明显;当爆破孔与控制孔间距2.5 m时,单孔CH_4抽采纯量和浓度分别提高至4倍,120 min后CH_4浓度衰减明显。说明在30 m爆破范围内,对于王家岭煤矿低透气性煤层CO_2爆破短时间抽采效果明显。     

漳村矿2306工作面预裂爆破增透预抽钻孔松动半径试验

漳村煤矿为高瓦斯矿井,由于煤层的低透气性导致瓦斯抽采率偏低,造成回采安全隐患,因此在该矿采用深孔控制预裂爆破技术对煤层卸压增透。提出了漳村煤矿2306工作面井下煤层深孔预裂爆破增透工艺,并在现场选取控制孔与爆破孔不同钻孔间距进行爆破试验,研究发现预裂爆破在2306工作面能够起到有效增透作用,瓦斯浓度比未爆破位置煤层最大能提高3倍,抽采纯量最大提高4倍,瓦斯抽采量显著增大,当控制孔与爆破孔间距4 m时瓦斯抽采量最大且衰减最慢,抽采效果最好,因此4 m是漳村矿2306工作面的松动爆破半径。     

水力压裂和深孔预裂爆破联合增透技术的应用研究

针对鲁班山北矿8号煤层地质构造复杂、透气性差、抽采效果差的问题,在152底板巷道对8号煤层进行水力压裂和深孔预裂爆破联合增透技术,结果表明该技术比水力压裂技术、深孔预裂爆破增透技术和普通抽采技术提高了煤层透气性,瓦斯抽采纯量较水力压裂钻孔提高了1.55倍、是深孔预裂爆破钻孔1.39倍、是普通抽采钻孔2.3倍,水力压裂和深孔预裂联合增透试验钻孔汇总浓度保持在42%以上且无衰减。     

高突矿井深孔预裂爆破瓦斯“零”超限技术

针对高突矿井低透气煤层瓦斯"零"超限治理需要,采用理论计算、现场试验方法研究了深孔预裂爆破影响半径,通过现场瓦斯抽采流量及浓度监测对比分析深孔预裂爆破增透作用效果。结果表明:深孔预裂爆破粉碎区理论半径可达4.0~6.3 m,裂隙区理论半径可达7.8~12.1 m,现场试验深孔预裂爆破影响范围大于9 m,爆破增透抽采效果与距离爆破孔的距离呈反比趋势;深孔预裂爆破技术可最大提高瓦斯抽采量9.27倍,平均提高瓦斯抽采量4.96倍,可有效提高煤层瓦斯抽采效率。     

基于二氧化碳致裂增透技术的低透煤层瓦斯治理

为解决马堡煤矿15~#煤掘进工作面瓦斯涌出量大、抽采效果差的问题,通过理论分析和现场试验的方法,分析了二氧化碳致裂增透机理,设计了煤层增透试验方案,并在二采区运输下山掘进工作面进行了应用。在巷道迎头实施二氧化碳致裂爆破后,2组钻孔内瓦斯浓度平均提高了3倍,巷道掘进期间回风流中瓦斯浓度由抽采前的0.79%降为爆破后的0.26%,下降了67%,瓦斯平均抽采纯量提高了2.39倍,平均抽采混量提高了0.87倍。研究表明,二氧化碳致裂增透技术是一种有效的煤层增透手段,可以改善高瓦斯低透煤层难抽采的现状,显著提高瓦斯抽采效果。     

深孔预裂爆破技术在井筒揭煤中的应用研究

针对淮南矿区井筒揭穿低透气性突出煤层施工周期长,很大程度上制约矿井采掘接替等问题。提出了利用深孔预裂爆破技术,增加煤体透气性,提高瓦斯抽采量,缩短井筒揭煤时间的新方法。主要研究了深孔预裂爆破煤层增透防突的作用机理,模拟分析出某矿第二副井13-1煤层的爆破松动半径为4m,优化设计了井筒揭煤钻孔布置方案;现场考察了深孔预裂爆破煤层增透后瓦斯抽采纯量较爆破前增大了4倍,提高了煤层瓦斯抽采率,从而使井筒揭13—1煤层时间缩短至32d。     

水力冲孔卸压增透技术在平舒煤矿的应用研究

针对低透气性煤层瓦斯抽采效率低、钻孔施工量大等问题,提出水力冲孔增透技术来改善煤层透气性。通过理论计算、数值模拟及现场试验的方法对水力冲孔增透技术进行研究。结果表明:15109工作面本煤层进行水力冲孔处理后透气性系数增大了22.4倍,抽采半径增大了4倍,瓦斯平均抽采浓度较未经水力冲孔处理的瓦斯抽采浓度提高约3.69倍,抽采纯量提高约11倍,提高了瓦斯抽采效果。     

水力压裂增透技术在瓦斯抽采中的应用

为了提高低透气性煤与瓦斯突出煤层的瓦斯抽采量,达到抽采消突的目的,新元矿进行了底抽岩巷穿层钻孔水力压裂增透技术试验。试验结果表明:压裂前后瓦斯抽采浓度提高了14倍以上,瓦斯抽采纯量提高了18倍以上,水力压裂能够较好的改善煤层透气性,提高本煤层瓦斯抽采钻孔抽采浓度及抽采纯量。     

低透气性高瓦斯煤层CO2相变致裂强化增透技术

如何提高煤层透气性是低透气性高瓦斯矿井煤与瓦斯安全高效共采的关键.本文基于液态CO_2相变致裂工作原理,分析了爆破煤岩致裂与增透机理.结合陕西蒋家河煤矿ZF201工作面低透气性高瓦斯煤层地质生产条件,进行了爆破钻孔设计,确定了合理爆破有效影响半径等工艺参数.现场试验结果表明,采用液态CO_2爆破致裂增透技术后,提高瓦斯抽采纯量1.71倍,共抽采瓦斯105.4万m3,瓦斯抽采率提高到38.9%,促进了低透气性高瓦斯煤层工作面煤与瓦斯安全高效共采.     

CO2相变爆破增裂技术在煤巷顺层预抽钻孔中的应用

针对低透气性煤层瓦斯抽采难题,提出CO2相变爆破增裂技术,通过对放置于钻孔中的液态CO2加热造成瞬间气化形成高压膨胀爆破,使煤岩体产生大量裂隙以达到卸压增透目的,提高瓦斯抽采效率,同时降低顶板压力,保障安全掘进。在常村煤矿1213回风顺槽采用CO2相变爆破增裂技术,并对爆破增裂孔及普通抽采孔瓦斯抽采参数进行对比,结果显示增裂孔瓦斯抽采浓度是普通预抽钻孔的1.3倍,瓦斯纯量是普通预抽钻孔的1.5倍,有效提高抽采效率,同时单进水平由每月90 m提高至120 m,为煤巷安全高效掘进创造条件。     

预置导向缝定向水压爆破增透技术

针对高瓦斯低透气性煤层瓦斯抽采困难问题,提出预置导向缝定向水压爆破增透新技术,利用爆破孔内导向缝和爆破孔周围的观测孔的共同定向作用对爆破孔进行定向水压爆破,爆破孔与观测孔之间的煤体压穿形成贯穿裂缝,从而达到煤层卸压和增加透气性的目的。研究了导向缝在水压爆破中的定向机理和增透机理,阐述了导向缝定向水压爆破增透技术工艺。经现场试验表明:采用预置导向缝定向水压爆破增透技术后影响半径达7 m有余,爆破孔单位时间瓦斯抽采量约是原来的1.467倍,瓦斯抽采效率显著提高。     

低透气性煤层深孔聚能水压爆破增透瓦斯抽采技术

针对高瓦斯低透气性煤层抽采率低、普通深孔爆破效果差的技术难题,提出了深孔聚能水压爆破增透技术,分析了深孔聚能水压爆破增透的4个关键技术:钻孔定向保直钻进、超长距离输药、双液浆固结封孔和双雷管双导爆索正向起爆。在东保卫煤矿41煤层的现场试验表明:深孔聚能水压爆破与普通深孔爆破相比,煤层透气性系数增大了4倍,瓦斯抽采率提高了15%,瓦斯压力由1.28~2.12 MPa下降到0.47~0.63 MPa,煤层瓦斯含量减少为4.8~5.8 m3/t,工作面推进度提高了45%,为提高低透气性煤层的瓦斯抽采率提供了有效的技术途径。     

突出煤层穿层钻孔增透强化瓦斯抽采消突技术及效果考察

针对低透气性突出煤层瓦斯抽采困难、消突时间长等问题,以淮南矿区某矿6-2煤层具体瓦斯地质条件为例,采用深浅孔带压注浆技术措施封堵巷道及钻场深浅部围岩裂隙,改善瓦斯抽采效果;采用中深孔松动爆破技术措施使煤体裂隙充分发育,提高煤层透气性和瓦斯抽采率。工程实践表明:深浅孔注浆技术提高钻孔瓦斯抽采浓度7.4~10.5倍;中深孔松动爆破后平均抽采瓦斯纯量提高了9.2倍,抽采达标时间85 d,比传统方法缩短了4个月。深浅孔注浆是提高瓦斯抽采浓度的关键措施,中深孔松动爆破增透是提高钻孔抽采量、缩短抽采达标时间的基础措施,该技术还可保障矿井正常采掘接替。     

复杂条件下二氧化碳深孔预裂爆破增透技术

二氧化碳爆破器作为一种全新的煤层增透技术装备,是利用液态二氧化碳瞬间气化膨胀产生巨大压力作用于煤体,一方面产生新的裂隙,另一方面使煤体内部裂隙得到扩展。在贵州复杂地质条件下开展深孔爆破试验,二氧化碳爆破器能够提高煤层透气性27.05倍,钻孔极限瓦斯涌出量提高6.73倍,抽采影响半径提高11.25倍,钻孔瓦斯抽采量平均提高4.666倍,煤层增透和煤层气增产效果理想。     

液态CO_2相变致裂增透技术在高瓦斯低透煤层的应用

针对平煤十三矿煤层的高瓦斯低透气性现状,为了提高矿井的瓦斯抽采量,采用了液态CO_2相变致裂技术进行强化抽采,试验研究了液态CO_2相变致裂技术在高瓦斯低透气性煤层中的增透机理和消突增透效果。通过对己15.17-11111运输巷底抽巷采取液态CO_2相变致裂技术,利用专门的液态CO_2相变致裂装置,在穿层钻孔中致裂爆破,可以使周围煤体产生裂隙,煤层透气性系数增大,试验结果表明:单孔瓦斯平均抽采体积分数是试验前的1.42倍,单孔瓦斯日平均抽采纯量是试验前的2.17倍,抽采衰减周期至少延长2倍以上,可有效提高煤层瓦斯预抽效果。     

水力冲孔与深孔预裂爆破耦合增透强化瓦斯抽采效果研究及应用

随着矿井开采深度的增加,煤层的瓦斯压力、瓦斯含量越来越大,尤其是地质条件复杂、构造应力高和透气性低的突出煤层,瓦斯灾害治理难度越来越大,瓦斯抽采效果越来越差。告成煤矿针对这些问题,提出了水力冲孔与深孔预裂爆破耦合增透综合治理瓦斯的思路。分析了水力冲孔孔洞对爆破裂隙的诱导原理,通过在25091工作面的试验,发现该技术能够显著提高煤层的透气性,增透后瓦斯抽采浓度提高了8.1倍,抽采纯流量提高了6.5倍,有效提高了瓦斯抽采率。     

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。     

大直径长钻孔定向水力割缝增抽瓦斯技术及应用

针对低透气性煤层瓦斯抽采量少,抽采时间长,煤层整体卸压增透效果差等问题,提出了大直径长钻孔定向水力割缝增透技术。以吉宁煤矿2107胶带运输巷为研究背景,分析了水力割缝增透机理,采用大直径长钻孔技术实现钻孔间煤体定向水力压穿,形成贯穿裂隙并通过高压水携带出大量煤屑,实现煤层卸压和增加煤层透气性。研究结果表明:采用水力割缝后平均抽采流量是普通钻孔的5.5倍,割缝孔平均瓦斯抽采纯量是普通孔平均瓦斯抽采纯量的8.06倍,平均浓度提高33.92%,水力割缝有效增加了煤层透气性,提高了瓦斯抽采率。     

液态CO_2相变致裂增透技术在低透气性煤层的应用

针对斜沟煤矿8#煤层透气性差、瓦斯抽采效率低的特点,通过理论分析及现场试验的方法,提出CO_2相变致裂增透技术;对比分析斜沟煤矿18205工作面爆破前后的瓦斯抽采参数,结果表明,实施CO_2相变致裂增透技术后,瓦斯抽采浓度和纯量均为实施前4倍以上,煤层透气性系数为实施前13.86倍,有效抽采影响半径为实施前3.75倍。液态CO_2致裂爆破技术有助于解决瓦斯抽采难题,保证了瓦斯抽采效果。     

松软低透煤层CO_2爆破增透技术应用研究

为了有效提高松软低透煤层瓦斯抽采效果,采用理论分析和现场试验的方法,研究了CO2爆破增透技术的增透效果。以韩城象山矿5号煤层为例进行了试验研究,试验结果表明:CO2爆破不仅能有效提高煤层透气性,而且高压CO2气体对煤层瓦斯具有一定的驱替置换作用。经CO2爆破后,其有效影响半径为8m,钻孔瓦斯抽采浓度提高了1.98~2.18倍,该技术能够有效提高松软低透煤层瓦斯抽采效果。