瓦斯抽采顺层钻孔封孔新工艺研究

采用速封注式注浆囊袋封孔技术对顺层钻孔进行封孔,并对封孔效果进行分析。研究表明:利用高压注浆充填钻孔周围裂隙,消除了钻孔的漏气通道,使钻孔得到可靠支护,杜绝了钻孔因扰动而产生新的漏气通道,有效提升抽放浓度;与原封孔工艺相比,单孔浓度提高了2倍,单孔纯流量提高了3倍,显著提升了钻孔的利用率与瓦斯抽采率。     

顺层抽放钻孔封孔工艺

为了解决顺层瓦斯抽放钻孔封孔后存在的漏气、抽放浓度低等问题,对比原有封孔工艺,结合矿井煤层构造和赋存情况,提出了新的封孔工艺,并在现场施工抽放钻孔时对新旧封孔工艺进行了对比。结果表明,新的封孔工艺能有效封堵煤层裂隙,提高封孔质量和瓦斯抽放浓度。     

松软破碎煤体顺层钻孔封孔工艺探讨

根据钻孔施工区域不同瓦斯地质条件,因地制宜的选择钻孔封孔工艺是保证钻孔封孔质量,提高瓦斯抽采效率的关键。对基于"两堵一注"带压封孔原理的三种不同封孔工艺进行地面封孔材料特性参数测试、封孔器特性参数试验、封孔工艺地面模拟实验,并以余吾煤业N1205回风巷为试验巷道,进行试验,同时以单孔浓度为指标进行封孔效果考察,得出三种封孔工艺各自的优缺点及井下封孔效果的优劣,为余吾煤业受采动影响松软破碎煤体区域顺层钻孔封孔提供了重要的参考。     

大西矿顺层瓦斯抽采钻孔封孔参数研究

为了提高大西矿3021工作面本煤层顺层钻孔的瓦斯抽采率,对影响顺层钻孔抽采效率的封孔长度和封孔深度两大因素进行了数值模拟分析。结合现场试验表明,钻孔封孔深度7.5m时煤层瓦斯含量减小幅度更大,且封孔长度为7m时相对于其他封孔长度,瓦斯抽采浓度更大。     

顺层钻孔合理封孔深度研究

为了减少顺层钻孔漏气,提高抽采浓度和抽采效果,通过探讨研究设计了钻孔轴向瓦斯运移规律测试方案及装置并在孟津矿现场进行了测试,探讨分析了合理封孔深度并进而确定了及改进方案,有效的减小了顺层钻孔漏气。     

顺层预抽钻孔封孔技术优化及应用研究

煤矿井下顺层预抽钻孔封孔应根据不同倾角类型有针对性地采取优化措施。通过对平庆煤矿封孔现状的考察和大量的封孔优化对比实验,得出顺层预抽钻孔孔口免抽段长度、使用钻屑量与地应力之间存在的函数关系,确定了合理封孔深度。从瓦斯抽采效果、经济性、操作难易程度综合考虑,对比分析得出不同类型倾角顺层预抽钻孔封孔优化技术,并在现场实际使用论证。上行钻孔封堵孔外,下行钻孔封堵孔内,近水平钻孔封堵孔内和孔外。不同类型倾角顺层预抽钻孔封孔优化后,提高了抽采浓度,缩短了煤层预抽时间,保障了煤矿安全开采。     

煤矿顺层钻孔封孔位置选择的数值模拟研究

利用数值模拟软件FLAC3D对平煤十矿戊8.9-20230工作面进行了数值模拟,在模型煤层顶板布置一系列的监测点,根据开采引起监测点应力变化绘制了曲线图,并对图进行分析。根据数值模拟的计算结果,结合煤矿现场实际瓦斯抽采半径,确定了煤层中钻孔的封孔位置。考察钻孔封孔效果后,得出该封孔位置能够取得较好的抽采效果。     

顺层抽采钻孔全程注浆封孔技术和工艺

钻孔密封是瓦斯抽采中一项极其重要的技术工艺,封孔质量是影响瓦斯抽采量和瓦斯抽采率的关键。通过顺层抽采钻孔封孔机理的分析,结合矿井实际情况,提出了义煤集团某矿顺层抽采钻孔封孔技术和工艺,这种封孔技术提高了矿井瓦斯抽采效率,实现了提高预抽瓦斯浓度及流量的目的。     

顺层瓦斯抽采钻孔合理封孔深度及注浆参数研究

为提高顺层瓦斯抽采钻孔封孔效果,以贵州五轮山煤矿8^#煤层地质条件为工程背景,开展合理的封孔深度及注浆参数研究。通过分析钻孔漏气影响因素,将钻孔漏气形式分为巷道裂隙带漏气、钻孔裂隙带漏气、孔壁边缘漏气、封孔段材料漏气4类。采用理论分析、数值模拟及现场试验的方法,对巷道及钻孔周围应力分布规律开展研究,确定合理封孔深度为15 m,合理注浆扩散半径为0.40～0.50 m。研发了新型封孔材料,其抗压强度提升了20 MPa、膨胀率增加了20%、黏度降低了23%、终凝时间缩短了5 h。基于注浆柱面扩散理论,确定合理注浆压力为1.5 MPa,合理注浆量为0.3 m³。在1811工作面运输巷道布置16个顺层瓦斯抽采钻孔,开展4组不同封孔参数条件下的工业性试验,结果表明：在封孔深度为15 m、注浆压力为1.5 MPa、注浆量为0.3 m³条件下封孔效果较好、经济性较优,钻孔日平均抽采瓦斯浓度提升30%。     

顺层钻孔封孔方法改进与实践

通过对8101工作面顺层抽采钻孔的抽采效果分析,发现封孔质量不好时导致抽采效果不佳的原因。在原有抽放封孔方法的基础上进行改进,提出了聚氨酯全段封孔、在聚氨酯全段封孔的基础上对煤体周围裂隙进行注浆封闭,以及聚氨酯速凝水泥结合的3种封孔方案,并进行了现场试验。结果表明,采用聚氨酯速凝水泥封孔能有效的提高顺层钻孔的抽采参数,优于其他2种封孔方案,而对煤体周围裂隙注浆封闭并不能有效提高抽采效率,最后对其原因进行了简要的讨论。     

压力指标法测定顺层钻孔有效抽放半径研究

为了测定申家庄煤矿顺层钻孔在合理抽采时间内的有效抽放半径,将瓦斯压力作为测定考察指标,利用灰色关联度分析验证有效压力降低钻孔,并利用曲线拟合抽放半径与抽放时间的关系。结果表明:当抽放钻孔为Ф94 mm时,合理抽放时间为60 d的有效抽放半径为5.5 m。     

层理性地层钻井稳定性分析模型

针对钻井工程常遇的层理性地层,以应力张量坐标转换关系和井孔应力集中方程为基础,引入弱面剪切滑动和岩体Mogi-Coulomb双强度准则,建立了分析层理性地层井壁稳定性的模型。对含层理弱面的典型油气储层中钻井的合理钻井液密度和安全钻井方向进行研究,结果表明:层理面的存在加剧了井壁围岩的破坏,且改变了围岩破坏的位置;水平井坍塌压力随着钻井方向变化而连续性变化,其在特定钻井方向取得最小坍塌压力;斜井取得最小坍塌压力的方位与层理面在空间中并不垂直,空间中关于主平面对称的斜井破裂压力相同;既可获得较大钻井液安全压力窗口又可取得较小坍塌压力的方向为优选钻井方向,在钻井液压力窗口变化大的倾向上钻井需严格控制钻井轨迹曲线。     

顺层抽采钻孔注水工艺与综合效果分析

受超前卸压影响,采煤工作面在回采过程中存在片帮和回风瓦斯增大现象,基于顺层抽采钻孔"一孔三用"原则,以张集矿1613(3)工作面为研究对象,充分将两巷顺层抽采钻孔及工作面浅孔注水相结合,有效加固了煤体,解决了煤壁超前片帮问题,减少了工作面回风瓦斯含量,还降低了工作面扬尘浓度,取得了较好效果.     

条带顺层钻孔卸压抽采优化布置研究

针对鹤壁中泰矿业31021综采工作面,利用卸压槽技术和瓦斯抽采技术相结合抽采煤层瓦斯的方法,对现场抽采钻孔进行优化设计,通过一段时间的实时监测数据结果显示,在抽采孔施工期间,抽采浓度及瓦斯抽采量逐渐减少,大大缩短了抽采周期。     

基于瓦斯含量的顺层孔抽采半径测定

在谢桥矿6煤层,提出了基于测定煤体瓦斯含量的瓦斯有效抽采半径测定方法。该方法分析抽采前原始瓦斯含量与抽采后的残余瓦斯含量,参考《防治煤与瓦斯突出规定》,确定钻孔的有效抽采半径。实践证明,在谢桥矿6煤层瓦斯含量法测定钻孔抽采半径可行。考察结果表明,抽采后钻孔的残余瓦斯含量低于4.6 m~3/t,可以认为这个钻孔位于有效抽采半径内。     

顺层长钻孔超高压水力割缝增透技术研究与应用

为解决低渗透性中硬煤层顺层钻孔抽采半径影响范围较小、抽采效果较差等问题,研究了工作面顺层长钻孔超高压水力割缝技术。通过应力波效应研究了水射流破煤机理,分析了超高压水力割缝卸压增透原理,研制出工作压力达100 MPa的超高压水力割缝成套装置,实现了超高压状态下不退出钻杆的钻割一体化工艺和远程操作功能,考察了超高压水力割缝参数,形成了顺层钻孔超高压水力割缝工艺技术。现场试验得出：割缝钻孔平均单刀出煤量为0.32 t,等效割缝半径达1.51~2.08 m;割缝后钻孔瓦斯抽采浓度同比提高了1.44倍,瓦斯抽采纯流量提高了3倍,有效抽采半径为对比普通钻孔的3.6倍,钻孔施工时间缩短约30%,抽采达标时间缩短40%左右。应用表明,采用超高压水力割缝增透技术后,煤层的透气性明显改善,达到了快速卸压增透的目的。     

顺层钻孔有效抽采半径实验研究

根据抽采目标即防止瓦斯浓度超限,运用抽采量和抽采时间的关系,结合抽采衰减负指数曲线积分数学修正计算得出抽采钻孔在不同抽采时间下的有效抽采半径,从而可根据工作面推进速度在不同的区域合理优化布置钻孔间距。     

顺层瓦斯抽采钻孔内负压分布规律研究

通过理论分析,假定钻孔孔壁瓦斯流入的3种形式,建立简单的数学模型,得出了顺层瓦斯抽采钻孔内负压分布的规律,推导出顺层瓦斯抽采钻孔的极限长度并进行了实例的计算。针对传统抽采方法,结合瓦斯抽采钻孔内负压分布规律提出了改进的建议并进行比较,阐述了新式抽采方法的优越性。