定向长钻孔整体水力压裂增透技术在赵固二矿的应用

针对赵固二矿煤层透气性低、钻孔有效影响半径小,实施定向长钻孔代替底板岩巷进行区域瓦斯治理期间钻孔工程量大、瓦斯抽采效果不理想的问题。结合煤层赋存特征及钻孔施工情况,采用定向长钻孔整体水力压裂增透技术,理论分析了合理坐封位置、压裂参数,完成200 m煤巷条带一次整体压裂,最大泵注压力24.3 MPa、累计注水量1 613 m³。并基于煤层全水分变化,考察确定了单个钻孔压裂影响范围达到巷道两帮30 m,有效改善了煤体储层特性,提高了煤层瓦斯抽采效率。在实现定向钻孔对预抽煤巷条带可靠控制的同时,最大程度降低了钻孔工程量、缩短了瓦斯治理周期,为实现矿区“以孔代巷”及高效安全开采提供了技术支撑。     

穿层定向长钻孔水力压裂增透技术

为解决阳泉矿区低透气性松软煤层瓦斯抽放难、突出危险性大的问题,阳煤新景矿开展定向长钻孔水力压裂技术试验。结合水力压裂原理及增透目的对钻孔合理布孔进行了研究,逐步完善水力压裂装备和工艺,顺利完成现场注水压裂。通过卸压增透和抽采效果分析,透气性提高了2.67倍,压裂影响范围达到58m。瓦斯日抽采量达到2415m3,瓦斯含量下降了4.94m3/t。     

本煤层钻孔水力压裂增透技术研究

为了解决五阳煤矿煤层瓦斯含量高、煤层透气性低、瓦斯抽采效率低下的问题,在7806上巷进行了水力压裂增透现场试验,对本次压裂选择合适的配套设备,对水力压裂的工艺流程进行合理的分析说明,提出了一种新型的封孔方法"倾斜布袋式带压封孔技术"。该封孔技术满足压裂孔的封孔质量标准;对2号孔进行了重复压裂,对于3号孔进行了一次压裂,压裂后2号钻孔自然瓦斯流量是压前的3.79倍,瓦斯流量衰减系数降低56.65%,煤层透气性系数为压前的5.69倍,3号钻孔瓦斯流量是压前的3.57倍,瓦斯流量衰减系数降低69.04%,压后煤层透气性系数是压前的5.08倍;最后确定了本次水力压裂半径不小于11.7 m。     

松软低渗突出煤层定向水力压裂增透消突实践

针对松软低渗突出煤层瓦斯含量大、难抽采,石门揭煤过程中易发生突出等问题,研究了定向水力压裂增透消突技术。首先,阐明了定向水力压裂增透机理,通过理论计算得出煤层起裂压力、流量、注水量分别为22.8～30.5 MPa、130～200 L/ min和 216 m3。据此,在揭煤预抽巷道内布设4个水力压裂孔和2个裂隙导向孔。压裂过程中,泵压、平均注水流量、单孔注水量分别达到28～31 MPa、140～177L/ min和260～330 m3,同理论计算的数据基本吻合。试验结果表明:定向水力压裂影响半径大于30 m,煤层透气性系数达到0.840 m2/ ( MPa2-d),是原始煤层的60 倍﹔单孔瓦斯浓度提高50%～80%,百孔抽采纯量达 1.9 m3 / min,瓦斯抽采量提高90%。采用定向压裂后,揭煤钻孔工程量缩减64%,抽采达标时间比预计工期提前了36 d。该技术可为类似瓦斯治理工程提供借鉴。     

突出煤层采煤工作面顺层钻孔水力压裂增透技术

为了解决采煤工作面顺层钻孔消突效果不均匀、效率较低等问题,以淮南地区谢桥煤矿低透气性煤层为试验对象,采用顺层钻孔水力压裂技术对煤层进行增透,以提高瓦斯治理效率。介绍了顺层钻孔区域防突措施设计方案,对水力压裂半径进行了考察;开展了水力压裂钻孔及瓦斯抽采钻孔设计,以及注水压力、注水量和保压时间等水力压裂工艺参数试验。水力压裂和未压裂顺层钻孔瓦斯抽采效果对比表明,水力压裂后钻孔抽采平均瓦斯浓度提高54%,平均单孔抽采瓦斯纯流量提高280%,抽采达标时间缩短了1个月;防突效果检验指标均达标,工作面回采期间未出现瓦斯浓度超限现象。     

本煤层脉动水力压裂卸压增透技术应用

针对余吾煤业S1206工作面煤层瓦斯含量大、煤层透气性系数低的特点,开展脉动水力压裂试验强化瓦斯抽采,研究了脉动水力压裂卸压增透机理,设计了脉动水力压裂的钻孔参数、封孔工艺和压裂参数。试验结果表明,与普通瓦斯抽采钻孔相比,压裂孔的瓦斯浓度平均提高4.7倍,纯流量平均提高了6.3倍;导向孔的瓦斯抽采浓度平均提高了3.7倍,抽采纯流量平均提高了3.9倍,实现了煤层的快速卸压增透,提高了瓦斯抽采效果。     

松软煤层井下水力压裂增透技术及应用

针对松软煤层弹性模量、抗压强度和抗拉强度较低,泊松比、孔隙压缩系数较高,易发生塑性变形等特点,将松软煤层井下水力压裂划分为煤体压密、裂缝起裂与裂缝扩展3个阶段,提出压裂工艺参数选择的参考原则,并在松软煤层典型矿区开展水力压裂现场试验。对压裂效果进行考察分析表明,在合理选择压裂工艺参数的前提下,水力压裂对于松软煤层增透作用明显。     

顺层长钻孔水力压裂增透技术在煤层瓦斯抽采中的应用

阳煤集团新景公司通过实施井下顺层长钻孔水力压裂增透技术,实现了对碎软煤层瓦斯远距离与区域增透抽采,有效解决了煤层透气性差、瓦斯抽采孔成孔性差、抽采距离短、抽采区域小等难题,大幅提高煤层瓦斯预抽率和抽采量,降低了3#煤层开采过程中的突出危险性,为阳煤集团安全高效开采、瓦斯治理降本增效等方面提供了可靠的技术保障。     

碎软低透煤层底板梳状长钻孔分段水力压裂增透技术研究

针对碎软低渗煤层成孔难、瓦斯抽采浓度及流量衰减速度快、抽采有效影响半径小、达标期长等问题。以千米定向长钻孔为基础,结合自主研发的分段水力压裂成套装备,提出了底板梳状长钻孔分段水力压裂强化增透技术并开展了碎软煤层典型矿区工程应用试验。研究结果表明:①实现了一次性裸眼分5段压裂增透施工,累计注水量达到2 865 m~3,最大注水压力达17.18MPa;②压裂增透后,煤层透气性系数增加至压裂前的16.63倍,钻孔瓦斯流量衰减系数降低至压裂前的7.6%,最大压裂影响半径达60m,与普通穿层压裂钻孔相比,采用底板梳状长钻孔分段水力压裂后钻孔抽采浓度提高了12.8倍,瓦斯日抽采纯量提高了2.53倍;③压裂增透过程可分为"高压注水通道打开—煤层起裂—周期性明显破裂"3个阶段。保压阶段孔内压力具有"快速下降—缓慢降低—平衡不变"的变化特征。④分析认为压裂增透过程可分为"高压注水通道打开—煤层起裂—周期性明显破裂"3个阶段变化。分段水力压裂增透过程中,通过高压注水作用下,周期性携带离散煤颗粒形成封堵带,压裂段循环增压,形成多点段三维立体裂隙网络。将压裂增透区域划分为紊流区、渗流区、过渡低渗及扩散区,通过卸压裂隙带的渗流及扩散和高压水的甲烷置换作用,加速瓦斯解吸和增大瓦斯裂隙运移通道,实现碎软煤层瓦斯增透高效抽采。     

新元矿3号煤层水力压裂增透技术研究及应用

由于新元矿煤层透气性差,原有的针对煤巷掘进采取的抽采方式效率不高,抽采出的瓦斯浓度和纯度较低。本文介绍了采用水力压裂增透技术,扩大裂隙范围,形成贯通的裂隙区域,改善煤层透气性,并在压裂后进行增透效果考察,达到了提高瓦斯抽采效率和的目的,保障了矿井的安全高效生产。     

赵固二矿坚硬煤层超高压水力割缝增透技术应用

针对赵固二矿煤层坚硬、透气性低、钻孔瓦斯抽采效果差及钻孔工程量大等问题,提出采用超高压水力割缝技术提高瓦斯抽采效率.基于应力波原理,分析了高压水射流破煤机理,研制了适用于坚硬煤层条件且能够有效提高射流打击力的圆锥收敛型喷嘴和适用于坚硬煤层条件的定点冲击割缝方式.现场试验表明,针对坚硬煤层条件,割缝钻孔平均单刀出煤量约0...     

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。     

薛湖煤矿穿层钻孔水力扩孔瓦斯抽采增透技术

为研究薛湖煤矿穿层钻孔水力扩孔对瓦斯抽采效果的影响,采用FLAC~(3D)软件模拟穿层抽采钻孔扩孔0.6 t/m煤量前后钻孔瓦斯增透圈大小变化情况,现场实测2306工作面底抽巷穿层抽采钻孔冲孔0.6 t/m煤量与未冲孔钻孔在相同抽采时间内的瓦斯抽采量和有效抽采半径,并进行对比分析。结果表明,薛湖煤矿穿层抽采钻孔扩孔0.6 t/m煤量后,钻孔的瓦斯增透圈增大了62.5%,初始抽采纯量增加了100%,抽采75 d的抽采总量增加了70%,钻孔的有效抽采半径达到1.1 m所需时间缩短了77.2%,薛湖煤矿穿层钻孔水力扩孔可有效提高煤层抽采效率。     

定向长钻孔在赵固二矿的施工与应用

焦煤公司赵固二矿通过施工定向长钻孔代替底板岩巷进行区域瓦斯治理,探明了钻孔延伸方向上的煤层情况,钻孔最大孔深达到626m,实现了对掘进巷道前方沿走向600m、倾向64m条带煤层均匀控制,避免了底板岩巷施工水害问题,为区域瓦斯治理提供了保障,实现了巷道安全掘进。     

赵固二矿原煤智能干法分选方案

介绍了智能干法分选的工作原理和结构特点,给出赵固二矿智能干选系统的设备组成和布置图。实际应用表明,该智能干选系统性能稳定、运行可靠,达到预期效果。     

赵固二矿瓦斯赋存规律及其影响因素分析

随着矿井开采深度和开采强度的增大,瓦斯灾害问题日益严重,影响矿井的安全生产。文章利用实测瓦斯数据和地勘瓦斯地质资料,对赵固二矿一盘区的瓦斯赋存规律进行了分析,得出了该矿一盘区二1煤层瓦斯含量增加梯度为2.21mL/g.r/100m;进一步分析了影响控制赵固二矿二1煤层瓦斯赋存规律的埋藏深度、地质构造、水文地质条件和煤层露头等因素,并对矿井的瓦斯治理工作提出了建议。     

赵固二矿深井马头门复合软岩支护技术

赵固二矿副立井马头门破坏段埋藏深,围岩属于高应力、膨胀性、节理化复合型软岩。为了对其进行修复治理,根据其地质条件和破坏情况,分析了变形破坏机理,制定了修复治理方案,成功对破坏段进行了修复治理,并得出在复杂地质条件下深井马头门支护可采用锚网（索）喷+U型钢可缩性支架+钢筋混凝土碹体二次支护+全断面锚注加固+底角锚索束补强加固的复合结构支护方案。对该支护方案运用FLAC3D软件进行了模拟计算,验证了该方案的合理性。     

赵固一矿地质构造规律探析

掌握矿区各种构造的产状、发育规律及相互关系,对矿井的安全高效生产起着至关重要的作用。总结了焦煤集团赵固一矿区内地质构造发育规律,进而推断矿区内构造应力分布及变化特征,并据此着重对各型构造的发育情况及成因关系进行了分析。     

螺旋溜槽在赵固一矿的应用

针对块煤破碎较多的情况,赵固一矿在煤仓中安装了用于减少煤块破碎的螺旋溜槽.该溜槽可以减少煤块的破碎,防止发生煤仓堵仓事故.介绍了螺旋溜槽提高块煤率的工作原理,提出安装调试中应注意的一些问题及解决措施,并分析了螺旋溜槽的投资情况及经济效益.