水力冲孔增透技术在下霍煤矿应用效果研究

下霍煤矿属于高瓦斯矿井,3号煤层透气性较差、抽采浓度低、钻孔预抽时间长,严重制约矿井正常采掘交替。为提升3号煤层瓦斯抽采效果、缩短预抽时间,提出利用水力冲孔增透技术对下霍煤矿本煤层钻孔进行增透试验,考察该技术在下霍煤矿实际应用效果,为后续工作面工业化应用提供依据。利用FLAC3D建立数值模型,模拟冲孔区域煤体变形及应力分布情况,从而确定最佳钻孔间距,现场施工2组钻孔对抽采效果进行对比。增透后抽采混量提升为原来的3.87倍,抽采浓度提升为原来的1.48倍,施工成本降低为原来的44%,抽采达标时间缩短为原来的50%。     

伏岩煤业3208运输巷水力冲孔卸压增透技术研究

为提高伏岩煤矿3208运输巷瓦斯抽采效率,进行了水力冲孔卸压增透技术试验,并对水力冲孔后钻孔的瓦斯抽采效果与常规钻孔的瓦斯抽采效果进行对比分析。结果表明:3208运输巷采用常规钻孔进行瓦斯抽采时抽采浓度及纯流量分别为40%和0.18 m~3/min,水力冲孔卸压后的瓦斯抽采浓度与纯流量分别为80%和0.33 m~3/min,水力冲孔卸压增透效果显著,提高了抽采效率。     

水力冲孔煤层增透技术在余吾矿的研究与应用

为了研究水力冲孔对煤体的卸压增透作用,以余吾煤矿高瓦斯地质条件为工程背景,采用理论分析、室内实验和现场工业性验证相结合的方式开展了研究。研究结果表明:水力冲孔过程主要通过宏观裂隙和微观孔隙2个层面实现对煤体的卸压增透作用;现场水力冲孔效果考察试验表明冲孔钻孔的瓦斯流量衰减系数为0.003,仅为普通钻孔的1/8～1/7,且施工过冲孔措施的区域,瓦斯抽采效率和效果都明显优于普通钻孔区域。表明水力冲孔技术可以有效提高抽放效率,保证工作面的安全生产,是解决井下煤层卸压增透问题的有效手段。     

水力冲孔造穴瓦斯抽采强化机制及其在寺家庄矿的应用

以寺家庄矿松软低透煤层瓦斯治理项目为工程背景,采用COMSOL软件对造穴周围煤体应力和渗透率演化规律及钻孔瓦斯流动特征进行了研究。在此基础上,考虑了瓦斯抽采过程中的孔间互扰作用,制定了瓦斯抽采方案,并进行了现场试验,验证了模拟结果。采用新技术之后,寺家庄矿钻孔工程量降低了45.9%,同时瓦斯抽采浓度提高了3倍,瓦斯抽采纯量提高了1.9倍,瓦斯抽采效果明显改善。     

穿层高压水力冲孔造穴增透消突技术探讨

为了实现煤巷高效安全掘进,在玉溪煤矿中央辅助运输大巷进行了穿层高压水力冲孔造穴技术试验。试验结果表明,水力冲孔造穴对煤层瓦斯快速抽采和煤层卸压消突效果显著,钻孔抽采瓦斯量提高了7到15倍,冲出的软煤达到2~2.5 t。     

水力冲孔增透技术的数值模拟及现场应用

为了研究煤体水力冲孔增透技术的机理及卸压增透强化抽放快速消突的效果,以平煤集团首山矿己16-17-11061工作面为工程背景,采用RFPA-Flow数值模拟软件分析水力冲孔过程中裂隙的扩展规律,并对剪应力及水压力的演化过程进行了研究。根据理论研究,确定了现场水力冲孔工艺钻孔布置参数,通过对冲出煤量及瓦斯抽放量的考察分析表明,水力冲孔瓦斯治理效果显著。     

水力冲孔卸压增透技术研究

为了增加煤矿瓦斯抽采量,缩短瓦斯抽采时间,理论研究了水力冲孔破煤机理,对喷嘴进行了选型;采用FLAC^3D数值模拟软件,模拟分析了水力冲孔后煤体应力、位移分布及不同孔径下煤体应力和位移的关系,并进行了工业试验,采用水力冲孔技术后,瓦斯抽采效果明显。研究为有效防范煤与瓦斯突出提供了技术支持。     

底板巷水力冲孔卸压增透技术的研究与应用

为了考察底板巷水力冲孔卸压增透技术对增加煤层透气性,提高瓦斯抽采效果,在浦溪井1259(3)底板巷实施水力冲孔卸压增透技术试验.结果表明:水力冲孔卸压增透半径达到4～5m,为普通钻孔抽采影响半径的1.6～2.0倍;采取水力冲孔措施的半个月内,钻孔的平均瓦斯抽采浓度是普通钻孔的2.77倍,平均瓦斯流量是普通钻孔的3.43倍,卸压增透效果比较明显,提高了煤层透气性,降低了突出危险性.     

水力冲孔增透技术在提高煤层瓦斯抽采效率方面的应用

为解决突出煤层低透气性导致的瓦斯抽采达标时间长的问题,以山西某矿2号煤层煤巷掘进工作面的超前瓦斯预抽为工程背景,采用水力冲孔增透技术对前方煤体瓦斯进行强化抽采。结果表明,采取水力冲孔增透技术钻孔的瓦斯抽采浓度明显高于普通钻孔,平均单孔抽采纯量均保持在普通钻孔的3倍以上;煤巷掘进期间的钻孔瓦斯解吸指标K₁值明显小于未实施水力冲孔措施的指标,水力冲孔增透技术能有效提高煤层透气性,从而大大提高煤层瓦斯抽采效率。     

水力冲孔技术在瓦斯抽采中的应用

为推进水力冲孔卸压增透技术的推广应用,增加煤层透气性,提高矿井瓦斯抽采效率,在陈四楼煤矿开展水力冲孔卸压增透技术试验,考察该技术的作业工效和增透效果,数据分析结果表明:试验区煤层地质条件下,冲孔水压为8~10 MPa时,每米煤孔冲煤1.4 t所需的时间约为25.3 min,水力冲孔后钻孔两个月内的平均抽采浓度提高了3倍,平均单孔抽采纯量提升了2倍左右,卸压增透效果显著,为矿井瓦斯治理技术水平的提升提供支撑。     

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。     

赵庄矿冲孔钻孔优化布置与研究

为确保赵庄矿冲孔钻孔合理布置,采用COMSOL数值模拟软件内嵌流固耦合方程,对不同冲孔出煤量的有效抽采半径进行了模拟。结果表明,冲孔出煤量的增加可有效提高钻孔有效抽采半径,瓦斯抽采180 d时,冲孔钻孔每米出煤量为0.50,0.75,1.00 t的有效抽采半径分别为5.3,5.6,6.0 m。不同出煤量钻孔瓦斯抽采效果的差异性随着抽采时间的延长显著增强;钻孔冲出煤量与瓦斯有效抽采半径之间的演变规律呈线性关系。现场冲孔钻孔影响半径考察试验结果表明:现场冲孔出煤困难时,钻孔每米极限出煤量0.75 t的影响半径为5 m。     

基于水力冲孔的回采工作面快速卸压消突技术研究

为了确保煤巷掘进安全、高效和工作面的顺利投产,采用水力冲孔技术,对掩护煤矿掘进和回采的区域预抽钻孔进行强化抽采,研究了水力冲孔影响半径以及冲孔后钻孔预抽效果。研究得出:采用水力冲孔技术后,2713底板抽放巷水力冲孔影响半径在7 d后可以达到4.9 m,在10 d后可以达到5.7 m,在17 d后可以达到8.9 m,随后趋于稳定,抽放时间缩短为原来的一半;在40 d内水力冲孔效果达到极限;煤层透气性增加了约11.4倍,研究为类似低透气性高瓦斯突出煤层的高效安全瓦斯治理和安全生产提供技术支持。     

单一低渗透突出煤层水力冲孔工艺优化应用分析

为了有效提高单一低渗透突出煤层的瓦斯抽采效率,以高压水射流冲击理论为指导,针对平煤股份八矿己组突出煤层特征建立数值模型,模拟分析水力冲孔应力分布规律,通过现场实测分析冲孔有效影响范围,进一步优化设计冲孔参数、指导现场施工。现场应用表明,水力冲孔是一种行之有效的方法,对单一低渗透突出煤层实施水力冲孔卸压增透、提高瓦斯抽采效果具有重要意义。     

水力压裂增透范围及其在瓦斯抽采中的应用

为了提高瓦斯抽采率及增加煤层透气性,研究了水力压裂增透范围以及其在瓦斯抽采中的应用,分析了瓦斯渗透率与含水率关系、煤层应力—渗流规律,采用数值模拟软件,研究了孔隙水压力分布、孔隙最大主应力、不同测压系数下最大主应力变化、宏观裂隙长度变化规律以及渗流量、空隙水压、最大主应力的变化曲线。应用实践表明:当采用水力压裂技术时,抽采效果提高了3~5倍。研究可为类似工程条件的瓦斯抽采提供了借鉴。     

高压水力冲孔半径及影响半径测试方法研究

高压水力冲孔半径和影响半径的确定直接关系着这项技术的应用设计和实施效果。为了更好地掌握高压水力冲孔范围与影响范围,增强高压水力冲孔在各煤层的适应性,通过返水法及瓦斯抽采变化获得合理的冲孔参数,优化工作面穿层高压射流冲孔钻孔的布置,进一步强化瓦斯抽采效果,需对己_15-16煤层高压水力冲孔影响半径进行测试,该研究对钻孔措施参数设计有着重要的意义。     

水力压裂技术在低透气性煤层瓦斯抽采中的应用

为了解决某煤矿低透气性煤层难抽采的问题,分析了水力压裂增透裂缝扩展规律以及煤层水力压裂卸压增透机理,采用PFPA-2D数值模拟软件,研究了单注水孔以及双注水孔的水力压裂过程中的裂缝扩展规律及煤体位移和应力变化规律,实现大范围裂隙网的形成、贯通和发育,提高了煤体的透气性。通过现场试验,实现了低透气性煤层卸压增透的目的,验证了低透气性煤层水力压裂增透技术的安全性、有效性和适用性。     

突出煤层卸压增透后封孔技术研究与应用

为了解决突出煤层水力化卸压增透后,普遍存在瓦斯抽放钻孔塌孔严重、钻孔封堵难度系数大、抽采出的瓦斯浓度低、抽采衰减速度快、抽采钻孔经常出现一氧化碳等问题,传统的封孔工艺不能有效解决煤层中的裂隙对瓦斯抽采钻孔的影响,通过对高应力突出松软煤层封孔技术的研究,制定了八矿高应力松软煤层封孔工艺,提出了反压注浆封孔工艺方法。降低了瓦斯抽放钻孔漏气率、增强钻孔密封性、提高抽采浓度、消除钻孔自燃隐患,实现了瓦斯抽采最大化。