基于TEM探测煤岩水力压裂有效影响范围的实验研究

基于瞬变电磁法的工作原理,分析了探测煤岩水力压裂过程中高压水的流动方向和扩展范围的可行性,并在新安矿14230工作面进行了实验研究。通过对实验区域水力压裂前后煤层及其顶板二次电磁场变化规律的探测和分析,直观地确定了煤岩体遭受水力压裂后高压水沿煤层走向、倾向以及法向的流动方向和影响范围。     

215102工作面坚硬顶板水力压裂技术研究

针对岳南煤业15^#煤层顶板岩层不易垮落的问题,提出采用水力压裂的方法解决,在回采巷道垂直走向布置两类水力压裂孔。通过现场试验,水力压裂后工作面初次来压、周期来压步距及来压峰值均有所降低,顶板岩层可以及时垮落。     

松软突出煤层采煤工作面水力压裂增透技术应用

为了解决淮南矿区突出煤层透气性差,原始煤层中钻孔抽采瓦斯流量小,预抽时间长的难题,开展了水力压裂增透技术研究,并在1351(3)工作面进行了试验,对水力压裂效果进行了考察。试验表明:水力压裂增透技术可以扩大煤层中的孔隙和裂隙,增加煤层的透气性,水力压裂影响半径不小于60 m,受水力压裂影响区域与原始煤体区域相比,单孔抽采量增加了260%,单位面积抽采纯量增加了45%,钻孔量减少40%。     

米山煤业15103工作面水力压裂坚硬顶板技术研究

针对米山煤业山15^#煤层回采顶板岩层不易垮落的问题,采用水力压裂的方法进行处理。在回采巷道采帮侧施工压裂钻孔,其中运输巷布置A类钻孔和C类钻孔,回风巷布置B类钻孔和D类钻孔。现场监测结果显示：工作面回采过程中顶板岩层能够及时垮落,达到了预期的目的。     

煤矿井下定向钻孔水力压裂岩层控制技术及应用

水力压裂技术在煤矿坚硬、完整顶板岩层弱化及高应力巷道卸压方面得到越来越广泛的应用。以陕西曹家滩煤矿特厚煤层综放开采工作面、特厚稳定顶板岩层为工程背景,开展了顶板岩层地质力学测试、可压性试验,水力裂缝扩展理论分析及三维数值模拟,提出井下工作面定向钻孔区域水力压裂顶板层位、压裂钻孔布置与参数确定方法及压裂工艺。在井下进行了工业性试验和系统的地面微震实时监测,获得了顶板水力压裂裂缝空间展布特征。同时,进行了液压支架工作阻力,工作面周期来压步距及持续距离,来压动载系数及顶板岩层破断能量监测与分析,综合评价了水力压裂效果。初步建立了集压裂层位确定与参数设计,井下定向钻孔压裂工艺与装备,水力裂缝空间展布监测与压裂效果综合评价为一体的煤矿井下定向钻孔水力压裂成套技术。井下试验结果表明：在曹家滩煤矿井下地应力状态下（最小主应力为垂直应力）,水力裂缝以水平裂缝为主,沿钻孔两侧扩展平均距离为80 m左右,有效弱化了工作面范围内上覆坚硬、完整顶板,实现了区域顶板改造。压裂区域工作面强矿压显现显著减弱,确保了工作面安全生产。最后,分析了水力压裂存在的问题,展望了技术发展方向。     

基于瞬变电磁法探测煤体内水力压裂流场的运动规律

基于瞬变电磁的工作原理,利用煤层孔隙-裂隙结构电阻率的变化,分析煤层水力压裂后流场特征、煤体破裂、裂隙延伸扩展以及含水性增大的过程。通过采用瞬变电磁法对煤层水力压裂流场进行了相关探测,得出了在高压水流场的作用下,水力压裂影响半径可达30 m以上并且压裂影响区域具有不均匀性,在应力释放区容易出现水流通道,形成卸压带。如若煤层的顶、底板较为坚硬完整,则水力压裂一般只会限制在煤层进行,同样由于煤层赋存地质条件的不均匀性,因此可利用瞬变电磁探测含瓦斯煤体的水力场,为水力压裂工艺的优化提供依据,以期达到理想的压裂效果。     

采煤工作面高位钻孔抽采采空区瓦斯技术研究

为解决鹿台山煤矿2^#煤层回采工作面上隅角瓦斯浓度频繁超限的问题,以2205工作面为例对高位钻孔抽采技术进行优化。通过UDEC软件模拟研究表明,采空区导气裂隙带发育高度为80 m,“O”形圈宽度范围为距采空区边缘10～46 m,确定最佳布置层位为距煤层顶板50 m,设计高位钻孔的布置参数。工作面回采期间,高位钻孔平均抽放量31 246.5 m³,上隅角瓦斯浓度稳定在0.14%～0.47%,抽采效果良好,保障了工作面的安全高效生产。     

潞宁煤业22116工作面水力压裂切顶卸压技术

潞宁煤业2号煤层顶板为坚硬顶板,22116工作面回采期间临近的22118运输巷围岩位移过大,因此设计采用水力压裂切顶卸压技术进行控制,通过现场试验并对围岩位移监测表明,切顶后22118运输巷两帮移近量减小50.6%,顶底板移近量减小51.8%,巷道围岩位移得到有效控制,为类似地质条件下工作面的开采提供了参考。     

长壁水力采煤法的构想

介绍了长壁水采生产系统的建立、生产工艺的改进，通过与短柱水采、综采的综合比较，阐述了长壁水采是一种经济、安全可靠、适应范围广、很有发展前景的新型采煤法。     

宿县矿区水力压裂裂缝微地震监测技术应用分析

为了分析研究水力压裂裂缝延伸的缝长、缝宽、缝高和方位,评价压裂效果,对宿县矿区二叠系煤层开展微地震裂缝监测。监测结果显示压裂改造产生多条不对称的裂缝,缝长100～160 m,缝宽10～25 m,缝高30～80 m。受煤层非均质性和压裂规模影响,裂缝延展方向以近似区域主应力方向(北西—南东向)为主,近似垂直区域主应力方向(北东向)次之;后续煤层气井应增加压力规模,降低压裂滤失量,增大区域主应力方向裂缝延展,有效连通天然裂缝。     

石港煤业15203综放面坚硬顶板水力压裂技术研究

针对石港煤业15203工作面顶板较坚硬、难以垮落的问题,通过采用水力压裂技术弱化煤层顶板,结果表明:弱化后顶板初次垮落步距缩短近9 m,周期来压步距缩短近5 m,有效降低了工作面大面积悬顶造成冒顶事故的风险,保障了工作面安全开采。     

神角煤业2201工作面水力压裂顶板弱化技术实践

神角煤业2201工作面位于二采区边界,西侧为总回风巷以及中央变电所。该工作面煤层顶板为较稳定的粉砂岩和砂岩,根据相邻工作面的开采经验,回采巷道进入采空区后,顶板仍难以垮落,悬顶距离最长可达40 m。大面积的悬顶势必对保护煤柱造成损伤,进而造成上述巷道和硐室的破坏。通过水力压裂弱化顶板,使其在采动应力的作用下及时垮落,阻止因悬顶对附近巷道和硐室的破坏。     

15205工作面水力压裂初次放顶技术研究

针对山西马堡煤矿15205工作面坚硬顶板存在难以垮落的问题,采用水力压裂技术对工作面顶板进行初次放顶.实际应用结果表明,水力压裂可有效弱化坚硬顶板,破坏其完整性,削弱顶板的强度和整体性,使顶板能够分层分次垮落,缩短初次来压和周期来压步距,减小或消除了坚硬顶板对工作面回采的危害.     

掘进工作面水力压裂技术的研究与应用

为了解决余吾煤业N1202回风巷掘进过程中的瓦斯问题,保证安全生产,采用水力压裂技术增加煤体透气性,提高瓦斯抽采效果。实施水力压裂后,对瓦斯解吸量指标K1值以及瓦斯抽采效果进行了考察,结果表明:在压裂影响范围之内K1值大幅降低,一般在0.28⁰.34 mL·(g·min1/2)-1之间,最大降低幅度达到38%,基本降低或消除了掘进工作面瓦斯突出的危险性;抽采浓度最大达到61%,抽采纯流量最大达到0.4 m3/min,瓦斯抽采量提高了4倍以上。掘进速度得到提升,安全掘进得到了保证。     

油气田水力压裂地面微地震监测技术研究

水力压裂地面微地震监测技术,是低孔低渗油气藏及非常规天然气开发过程中描述水力压裂诱发裂缝几何形态及评价压裂效果的主要技术,在我国尚处在工业试验阶段,在技术应用层面上存在认识不足。在介绍了地面微地震监测发展历史可行性证明、地面检波器排列类型的基础上,探讨了微地震数据处理反演定位方法以及地面监测定位精度。结果认为,采用稀疏台站检波器排列布设的地面微地震监测技术成本较低、施工方便且反演定位精度在横向和纵向上(一定监测距离以外)优于井中监测,对此观测系统采集的微地震数据进行走时反演和能量反演,都能获得准确可靠的结果,因此,是未来微地震监测的发展方向。     

郭庄矿井下新型水力压裂技术的应用分析

为了解决郭庄矿综采作业过程中顶板难以自然垮落,给井下综采带来严重安全隐患的难题,提出了一种新型定向长钻孔双封单卡多点拖动分段水力压裂顶板弱化技术,实现对顶板的超前弱化。实际应用表明,该技术能够有效提高坚硬顶板的裂隙发育程度,可将平均来压步距比优化前降低62.8%,避免了采空区大面积悬顶导致的井下安全事故。     

潘二矿水力压裂增透范围的数值模型研究

以淮南矿业集团潘二煤矿3号煤层的现场实测数据为基础,利用RFPA2D软件从煤层的不同埋深和不同坚固性系数两方面对水力压裂中的压裂煤的水压和增透范围进行了数值分析研究,根据数值模型计算的结果,分析煤层埋深、煤的坚固性系数与起裂压力之间的关系,确定了不同埋深和不同坚固性系数条件下的卸压增透范围,得到了潘二矿水力压裂起裂压力及所需合理水压的范围。     

地震CT技术探测采煤工作面超前支承压力分布实践

 摘要：将地震CT技术应用于采煤工作面超前支承压力分布状态的确定,通过对比波速CT成像与现场煤岩体实际条件及常规矿压理论,验证了探测结论的可靠性,为采煤工作面矿压规律的研究提供了一条新途径。