水力造穴技术在顺层钻孔的应用研究

余吾煤业是高瓦斯矿井,主采3号煤层,回采工作面利用顺层钻孔进行瓦斯预抽,钻孔施工量大、抽采效率低,导致钻孔抽采达标时间长。余吾煤业为增强煤层透气性,提高钻孔抽采效率,引进新型水力造穴设备分别在N1103胶顺、N1105胶顺、N1105回顺顺层钻孔进行水力造穴试验,并通过优化施工工艺、参数、造穴工艺来提高造穴效果。水力造穴钻孔平均抽采流量0.04 m 3/min,为普通钻孔的4倍。     

低渗煤层瓦斯抽采顺层钻孔水力造穴卸压增透效果研究

为了揭示水力造穴参数对钻孔瓦斯抽采效果的影响规律,指导煤层水力造穴增透技术施工参数的合理选择。建立了煤层损伤-应力-渗流耦合模型,分析了不同造穴参数下煤层卸压增透效果,展开了顺层钻孔水力造穴现场工程试验,考察了不同造穴参数下钻孔瓦斯抽采效果,结果表明：采用水力造穴技术形成的孔穴能够有效降低其周围煤体应力,提高煤层渗透率,增加瓦斯钻孔抽采效果;造穴半径越大煤层的卸压程度越大,进而煤层渗透率增幅就越大,但在实际工程中过大的造穴半径会使得孔穴稳定性差,钻孔塌孔堵塞瓦斯涌出通道会使得钻孔瓦斯抽采量有所降低,试验矿井最优造穴半径为0.6 m;造穴间距对它们之间的应力降低区范围有着较大的影响,在一定距离条件下孔穴卸压有着明显的叠加效应,造穴间距越近叠加效应越明显,煤层应力越小,卸压增透效果越好。试验钻孔穴间距由8 m减小到6 m时,单孔平均瓦斯抽采纯量增加389.16%。     

钻孔造穴卸压增透一体化成套技术装备研究及应用

探讨钻孔造穴卸压增透一体化成套技术在潞安环能股份公司下属矿井的应用。实践证明,钻孔造穴卸压增透一体化成套技术极大提高了矿井生产的安全可靠性,经济效益和社会效益显著。     

水力造穴增透技术在余吾煤业的应用

余吾煤业所采的3#煤层具有低透气性、瓦斯含量高等特点,为提高顺层钻孔的抽采效率,缩短抽采达标时间,开展了水力造穴增透技术应用。先后对钻孔间距、造穴布置形式、造穴工序、配套设备进行了改进,建立了视频监控煤量验收机制,形成了一套适合余吾煤业的水力造穴技术参数。8个推广地点的应用证明,水力造穴增透技术可大幅度提升巷道钻孔的成孔深度、瓦斯抽采浓度、万米抽采量,实现了高瓦斯煤层的高效抽采。     

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。     

顺层钻孔分段复合水力化增透技术应用研究

水力化增透技术是低渗煤层瓦斯强化抽采的重要手段,在分析水力割缝技术高压水喷射作用及水力压裂技术高压水压入作用特点的基础上,以增大钻孔卸压范围、联通孔周裂隙网络、提高瓦斯抽采效果为目的,提出顺层钻孔分段复合水力化增透技术,并在霍尔辛赫煤矿进行了现场试验.结果表明:在实施顺层钻孔分段复合水力化增透技术后,钻孔孔径提高3～4...     

不同结构特点煤层机械造穴增透效果分析与应用

基于新田煤矿、糯东煤矿各自煤层不同结构特点,采用机械造穴卸压增透技术进行瓦斯抽放,并对比普通钻孔抽放效果,分析增透后不同煤层造穴半径的影响因素和抽放提升效果。结果表明:煤层硬度是影响造穴半径的主控因素,同时机械造穴卸压增透技术在低透气性坚硬突出煤层、低透气性极软突出煤层中,无论穿层钻孔或是顺层钻孔均能起到明显的增透、增量、提抽作用,该技术使用范围广,应用前景广泛。     

机械造穴增透技术在硬煤层穿层抽采钻孔的应用研究

针对当前焦作矿区低渗透硬煤层穿层钻孔水力冲煤效率低、影响区域瓦斯治理工程进度的问题,改进了两翼机械水刀造穴装置,利用不同水压控制活塞移动前端出水与机械刀臂打开,实现机械和高压水联合造穴。通过现场试验,考察机械造穴装置的造穴压力、造穴粒径、造穴影响范围、冲煤速度、冲煤效率、每米冲煤量等关键参数。结果表明,机械造穴冲孔的冲煤速度、冲煤效率和造穴影响范围均有所提高。     

瓦斯抽采孔离心式机械造穴增透机制及装备研发

目前瓦斯抽采中比较成熟的机械造穴增透装置大部分需要以高压水（气）、连杆或者液压油缸等作为驱动刀臂开合的动力,在井下长钻孔中对动力设备要求较高。研制了一款利用钻杆旋转带动产生的离心力作为打开动力的离心式机械刀,通过调节钻杆转速来控制刀臂打开角度;根据初步试验及力学数值模拟分析,针对刀具整体结构、内部齿条、轴销、刀臂等薄弱部位材质进行优化。在山西某矿N1100回风巷进行了工业性试验,对比机械造穴和水力造穴施工时间及抽采纯量,验证了离心式机械刀结构设计的合理性和可靠性。结果表明：机械造穴试验孔达到了良好的造穴及抽采效果,该装备能够降低瓦斯抽采孔造穴增透对高压设备的依赖,单穴作业时间较水力造穴缩短近1/2,瓦斯抽采量提高了1.67倍。     

顺层钻孔水力压裂增渗技术在单一低透气性煤层的应用

常规技术与参数进行瓦斯抽采难以满足要求,故采用水冲击压裂煤层在单一低透气性煤层改善低透气性,利用冲击力二次破坏煤体使原生裂隙扩展贯通,从而提高煤体透气性。寺家庄矿15301工作面采用顺层钻孔水力压裂增渗强化抽采技术,结果表明,压裂区相较非压裂区平均瓦斯浓度与瓦斯纯量有明显提高,瓦斯浓度提高6倍。     

基于顺层钻孔的钻割一体化卸压增透技术研究

为解决新义矿不具备穿层钻孔施工条件且顺层钻孔消突效果差的问题,在12030轨道顺槽试验了松软低透气性煤层顺层钻孔卸压增透技术.结果 表明:钻割一体化技术在退钻过程中进行高压射流旋转切片间断式割缝,相比普通钻孔,钻孔扰动煤体体积提高24.3倍,影响煤体表面积提高6倍,瓦斯抽采量提高3.06倍,说明该技术卸压增透效果明显.     

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。     

水力造穴技术在底板岩巷消突工程的应用

结合东曲煤矿九采区上组煤煤层赋存、分布规律、瓦斯地质特征和生产技术条件,优化选择底板岩巷穿层钻孔消突技术,配套使用水力造穴增透技术,提高了煤层的透气性和瓦斯抽采效果,有利于防治高突区域内煤与瓦斯突出难题.     

穿层钻孔水力增透技术研究

为提高瓦斯抽放效果,在底板抽放巷施工穿层钻孔区域消突的基础上,采取水力冲孔措施增加控制煤层范围,增加了煤层透气性.经过现场实践,取得了明显的区域消突效果,摸索出了一条区域瓦斯治理的新途径.     

穿层钻孔水力重复压裂增透技术研究及应用

基于张集矿煤层地应力高、透气性低的特点，为了改善张集矿井下瓦斯抽采效率，采用相似模拟与工程试验相结合的手段，研究得出了水力重复压裂煤层过程中裂隙发育、扩展演化特征以及上覆岩层卸压、增透机制。并提出了穿层钻孔“重复压裂”及“先压后冲”相结合的压裂技术增加煤层渗透性，并根据模拟结果合理选择现场压裂施工参数进行现场工程试验，结果表明，该水力压裂技术可以有效提高煤层瓦斯抽采量，缩短抽采达标时间。     

瓦斯治理机械扩孔快速卸压增透技术及应用

针对顺和煤矿2404工作面因煤层厚度、硬度较大,冲孔效率较低,采用现有施工抽采钻孔的方法来治理瓦斯效果差等问题,提出了新的方法以适应于实际工作环境,采用更为有效的钻孔方法,达到更好的瓦斯治理效果。该方法经过在2404轨道顺槽底抽巷的实际使用,瓦斯抽采效果良好。     

高瓦斯低透气性坚硬煤层机械造穴泄压增透技术研究

基于新田煤矿煤层硬度大、瓦斯含量高、透气性差、抽采效率低等特点,提出采用机械造穴泄压增透技术,研究新田煤矿泄压增透后煤层透气性及抽采效果。结果表明:机械造穴泄压增透技术在低透气性坚硬突出煤层能起到明显的增透、提抽作用,影响区域内煤层透气性大大提高,有效地释放了煤体内部压力,对瓦斯动力有减阻作用,提高坚硬低透气性煤层瓦斯抽采效果,提高了瓦斯抽采效率,为同类型煤矿瓦斯抽采提供了更多的解决办法。