肖家洼煤矿液态CO_2预裂增透技术试验研究

为了提高肖家洼煤矿的瓦斯抽采效果,提出采用液态CO_2致裂煤层增透技术对原始煤体进行预裂增透的方法。研究结果表明:肖家洼煤矿爆破孔的间距为4 m时,煤层的爆破效果最理想;煤体预裂后钻孔百米钻孔瓦斯流量平均为0. 026m~3/(min·hm),同比原始钻孔的百米钻孔瓦斯流量0. 013m~3/(min·hm)提高了2倍;致裂增透后钻孔的平均抽采量比致裂前钻孔抽采量提高了2. 4倍。     

基于二氧化碳致裂增透技术的低透煤层瓦斯治理

为解决马堡煤矿15~#煤掘进工作面瓦斯涌出量大、抽采效果差的问题,通过理论分析和现场试验的方法,分析了二氧化碳致裂增透机理,设计了煤层增透试验方案,并在二采区运输下山掘进工作面进行了应用。在巷道迎头实施二氧化碳致裂爆破后,2组钻孔内瓦斯浓度平均提高了3倍,巷道掘进期间回风流中瓦斯浓度由抽采前的0.79%降为爆破后的0.26%,下降了67%,瓦斯平均抽采纯量提高了2.39倍,平均抽采混量提高了0.87倍。研究表明,二氧化碳致裂增透技术是一种有效的煤层增透手段,可以改善高瓦斯低透煤层难抽采的现状,显著提高瓦斯抽采效果。     

液态CO_2相变致裂增透技术在高瓦斯低透煤层的应用

针对平煤十三矿煤层的高瓦斯低透气性现状,为了提高矿井的瓦斯抽采量,采用了液态CO_2相变致裂技术进行强化抽采,试验研究了液态CO_2相变致裂技术在高瓦斯低透气性煤层中的增透机理和消突增透效果。通过对己15.17-11111运输巷底抽巷采取液态CO_2相变致裂技术,利用专门的液态CO_2相变致裂装置,在穿层钻孔中致裂爆破,可以使周围煤体产生裂隙,煤层透气性系数增大,试验结果表明:单孔瓦斯平均抽采体积分数是试验前的1.42倍,单孔瓦斯日平均抽采纯量是试验前的2.17倍,抽采衰减周期至少延长2倍以上,可有效提高煤层瓦斯预抽效果。     

松软煤层水力冲孔与二氧化碳爆破联合增透技术

为有效解决松软煤层瓦斯透气性低、瓦斯抽采效果差的问题,提出一种水力冲孔与二氧化碳致裂爆破联合增透方法,即在水力冲孔基础上引入二氧化碳致裂爆破措施,加快松软煤体向孔洞移动的速度,进一步提高煤层透气性,延长高瓦斯流量抽采时间。在贵州高山煤矿9号煤层进行对比试验,抽采30d后,联合增透技术抽采钻孔瓦斯抽采量比单独使用水力冲孔措施提高45%;抽采60d后,联合增透技术采区域平均残余瓦斯含量比单独使用水力冲孔增透措施时降低了22%,为其他矿区松软煤层瓦斯抽采提供参考。     

液态CO2相变致裂在低渗低透强突出煤层的应用研究

针对低透气性煤层瓦斯含量高、预抽效果不理想的问题,采用液态CO₂相变致裂技术,在穿层钻孔中利用瞬间产生的高压CO₂气体冲击煤体,产生大量裂隙并促使裂隙发育、扩展,以达到提高煤层透气性的目的。在绿塘煤矿南二采区S204工作面进行的试验表明：液态CO₂相变致裂技术可有效提高瓦斯抽采效果,试验后平均抽采流量为0.057 m³/min,是试验前的4.3倍,是相同抽采时间内水力冲孔措施平均抽采流量的2.3倍;抽采浓度也有所提升;在试验考察期内流量衰减系数降低到0.046 d^-1,增透效果显著。     

切槽致裂增透瓦斯高效抽采技术应用研究

为解决高瓦斯低渗透煤层瓦斯抽采困难的问题,提出采用切槽致裂增透瓦斯高效抽采技术进行增透促抽。在理论分析切槽致裂增透技术增透原理的基础上,采用现场分组试验对切槽致裂钻孔和常规钻孔的抽采效果进行了应用研究。研究结果表明:切槽致裂增透技术对低渗透煤层增透促抽效果良好,与常规抽采技术相比,采用切槽致裂增透技术后,平均瓦斯抽采浓度提高2.1倍,平均瓦斯抽采纯量提高2.2倍,瓦斯抽采效率大幅提升,瓦斯治理效果显著,为矿井瓦斯防治提供了新思路。     

屯兰煤矿高瓦斯煤层液态CO_2增透技术的试验研究

为了改善屯兰煤矿的瓦斯抽采效果,采用液态CO_2预裂技术对原始煤体进行预裂增透。研究结果表明:液态CO_2预裂技术对原始煤体增透后,预裂钻孔百米钻孔瓦斯流量平均为0.029 m~3/(min·hm),相比于未预裂钻孔的百米钻孔瓦斯流量0.01 m~3/(min·hm)提高了3倍;预裂钻孔平均抽采量为0.061 3 m~3/min、而未预裂钻孔抽采量仅为0.023 m~3/min,预裂钻孔抽采量比未预裂钻孔抽采量提高了2.66倍。     

宏发煤矿低渗透性煤层CO2致裂增透技术试验研究

为了研究CO_2致裂增透技术对贵州低渗透煤层瓦斯抽采的影响,以贵州宏发煤矿1903工作面回风巷为研究对象,进行CO_2致裂增透试验研究。研究表明:煤层致裂后,其透气性系数平均为原始煤层的3.05倍,煤层的透气性显著提高;煤层瓦斯平均抽采浓度增大了4.19倍,平均抽采纯量为原始煤层的3.99倍;在钻孔瓦斯抽采率方面,单孔的瓦斯抽采效果提高了2.58~3.92倍;钻孔工作量降低了4倍,抽采达标时间缩短了55d,瓦斯涌出量降低了40%,煤层瓦斯抽采效益显著。CO_2致裂增透技术为解决贵州矿区低透煤层的瓦斯抽采技术难题提供了参考和借鉴。     

小庄煤矿液态二氧化碳驱替技术研究与应用

煤层瓦斯抽采效率不足是高瓦斯及突出矿井采掘接续困难和瓦斯事故频发的主要原因,为了提高煤层采前瓦斯预抽效率,降低矿井瓦斯灾害治理成本,基于液态二氧化碳对煤层进行低温致裂增透和对煤层瓦斯进行相变交换置换驱替的两方面影响,针对彬长小庄煤矿低透气性、瓦斯难以抽采的问题,以40205工作面为研究对象,通过对其进行液态二氧化碳驱替煤层气技术深入分析和工程应用,分析了现场抽采效果。现场应用表明,驱替后的钻孔内瓦斯浓度平均增加1.425倍,纯量平均增加1.33倍,瓦斯抽采效率明显提升。该结果初步证实了液态二氧化碳驱替技术的适用性,为煤矿瓦斯抽采提供了一定的技术支撑。     

基于液态CO_2相变致裂增透技术的煤层瓦斯治理

为增加低渗透高瓦斯煤层透气性,提高瓦斯抽采效率和利用率,减少瓦斯抽采周期,以FLAC~(3D)有限差分软件作为数值模拟求解工具,建立了液态CO_2相变气爆致裂增透的二维平面应变数值分析。通过对不同瓦斯压力对煤体致裂增透效应的模拟结果进行对比分析,得出一套适用于马堡煤矿瓦斯抽采的爆破方案,并在马堡煤矿152胶带下山进行了CO_2预裂爆破工业性实验。实验表明:经液态CO_2相变气爆后单孔瓦斯抽采浓度能达到普通钻孔抽采浓度的2～3倍。该技术的使用可以使煤体裂隙发育程度得到有效提高,改善瓦斯抽采效果,应用前景良好。