石门揭煤工作面水力压裂瓦斯增透抽放工艺

长平煤业芦家峪风井总进风石门施工中,需从底板揭露3号煤层,该煤层为高瓦斯低透性煤层。为提高瓦斯抽放效率,采用工作面高压水力压裂技术,对石门揭煤进行卸压增透,使该煤层提前达到揭煤条件,缩短抽放周期约54%。与传统瓦斯抽放相比,该项技术解决了施工预抽钻孔多、抽采半径小、抽采时间长等问题,效果明显。     

超高压水力割缝在坚硬突出煤层石门揭煤预抽瓦斯防突措施中的应用

白皎煤矿开采低透气性坚硬突出煤层,石门揭煤预抽瓦斯时间一般为4~5 a,为了缩短石门揭煤时间,研发了超高压水力割缝成套设备及施工工艺,并在+300 m四号石门揭煤掘进工作面进行了工业性试验。实践表明,超高压水力割缝增透措施增加了煤层的透气性,提高了瓦斯抽采效果,使整体揭煤时间缩短近4 a,极大提高了石门揭煤速度,同时揭煤瓦斯浓度不超限,实现了安全、快速揭煤。     

水力割缝增透技术在石门揭煤中的应用

石门揭穿突出煤层具有突出强度大、密度大、对矿井安全生产造成严重威胁的特点,为保证安全高效地实现石门揭穿突出煤层,通过在白龙山煤矿一井一采区下部车场石门揭C7+8突出煤层施工瓦斯预抽钻孔期间,对部分钻孔采取水力割缝增透技术措施,大大提高煤层透气性,在提高抽采效果的同时降低煤层瓦斯压力和瓦斯含量、缩短石门揭煤工期,实现安全高效揭煤的目的。试验结果表明:采取水力割缝增透措施后,单孔平均抽采浓度24.7%,最高78.6%,较普通工艺钻孔提高8.2倍;日抽采瓦斯纯量最高1713.6m~3,较普通工艺钻孔提高6倍;采用水力割缝增透工艺的石门揭煤区域预抽时间提前60%。     

水力化卸压增透技术在石门快速揭煤中的应用研究

为了解决西南地区松软煤层所面临的瓦斯抽采难度大、消突时间长的难题,在新维煤矿石门揭穿8#突出煤层期间,通过抽采钻孔,采用单孔多次高压水力割缝形成缝槽,并同时实施中压注水实现导向性水力压裂的煤层增透方法,增加了待揭露区域煤层的透气性,缩短了预抽时间。结果表明:高压水力割缝形成缝槽为水力压裂起到一定的导向作用,水力压裂裂缝和割缝缝槽共同形成连贯塑性区;经过水力化措施后,煤层透气性提高,单孔抽采瓦斯流量平均提高2倍;单孔抽采瓦斯浓度平均提高3倍左右,实现了石门快速揭煤。     

超高压水力割缝在低透气性煤层抽采瓦斯中的应用

为解决低透气性煤层抽采瓦斯的难题,群力煤矿引进超高压水力割缝成套技术及装备,对矿井运输石门C7、C6、C5煤层揭煤区域开展超高压水力割缝增透试验.实践结果表明,该技术增加了低透气煤层的可抽性,提高了煤层瓦斯抽采量,缩短了突出煤层瓦斯抽采达标时间,缩短了突出煤层石门揭煤时间,达到了突出煤层安全、快速揭煤的目的,加快了群力煤矿矿井建设进度.     

水力冲孔增透技术的研究与应用

为了降低矿井消突成本,提高瓦斯抽采钻孔效率,缩短瓦斯抽采时间,以大淑村矿172107底抽巷穿层预抽钻孔为研究背景,对高瓦斯、低透气性煤层采取水力冲孔增透技术进行了研究并展开了现场应用。应用结果表明,在三采区皮带下山石门揭煤工作面预抽煤层瓦斯钻孔采用水力冲孔增透技术后,在保证安全揭煤的前提下,加快了石门揭煤的速度,解决了工作面接替紧张的局面,保证了矿井的采掘平衡,缩短了瓦斯抽采时间。因此,该方法对煤层安全高效开采具有十分重要的意义。     

穿层钻孔预抽煤层瓦斯水力增透关键技术研究

高瓦斯突出煤层预抽瓦斯消突是突出矿井煤巷掘进前的主要技术措施。由于我国煤矿煤层透气性低,原始煤层预抽煤层瓦斯效果差,抽放时间长,为提高低透气性高瓦斯突出煤层的瓦斯抽采效果,在振兴二矿11031下副巷底抽巷对比非增透区试验考察了水力冲孔增透区、水力冲孔+压裂增透区预抽瓦斯效果。试验结果表明,实施水力增透措施后,有效扩大了钻孔抽采瓦斯影响半径,提高了煤层的透气性,增加了瓦斯抽采量,区域瓦斯治理效果明显。     

煤层群联合压裂增透石门快速揭煤技术研究与应用

为了解决低渗透率煤层石门揭煤抽采钻孔工程量大、抽采时间长的问题,将联合压裂增透技术应用于石门揭煤。在新疆2130煤矿+1 830 m水平回风石门揭5、6号煤层时,仅施工1个压裂钻孔,用3个胶囊封孔器精确确定封孔位置,使压裂点避开岩孔段和煤岩交界面,两煤层同时联合压裂。研究表明:联合压裂增透技术能够实现2个煤层的联合压裂,压裂后煤层水分明显增加,压裂影响半径在14 m以上。压裂后煤层透气性明显改善,抽采3个月未见明显衰减现象;联合压裂增透技术与传统穿层单一煤层预抽方式相比,日均抽采瓦斯体积分数和瓦斯纯量约提高2.3倍和3.8倍,钻孔工程量大约减少75%,抽采时间缩短约60%,整个工期缩短约70%。     

石门揭穿严重突出危险煤层防突技术研究

为了解决由于松藻矿区地质条件复杂,煤层透气性系数低,地质构造带揭煤地点的地应力、构造应力、瓦斯压力大而导致揭煤时突出危险性增加,揭煤周期长的问题,提出采用超前探测、预测预报、高压水力割缝增透、底板瓦斯巷超前预抽、环形金属骨架钻孔注浆、锚网锚索喷浆加强支护、渐近式的综合石门揭煤技术,并在渝阳煤矿进行了应用。结果表明：采用综合石门揭煤技术瓦斯平均抽采浓度比未割缝钻孔平均抽采浓度提高59%,高压水力割缝后单孔平均抽采纯量增大2.92倍,揭煤时间缩短了17 d。     

穿层钻孔预抽煤层瓦斯水力增透关键技术研究

由于我国煤矿煤层透气性低,原始煤层预抽煤层瓦斯效果差,抽放时间长,为提高低透气性高瓦斯突出煤层的瓦斯抽采效果,在振兴二矿11031下副巷底抽巷对比非增透区试验考察了水力冲孔增透区、水力冲孔+压裂增透区预抽瓦斯效果。试验结果表明,实施水力增透措施后,有效扩大了钻孔抽采瓦斯影响半径,提高了煤层的透气性,增加了瓦斯抽采量,区域瓦斯治理效果明显。