五阳矿8006工作面分层分段水力压裂瓦斯增透试验研究

为有效提升五阳矿8006工作面瓦斯的抽采量及效率,根据该工作面瓦斯及地质赋存的具体条件,展开顶板分层分段水力压裂增透技术试验,通过具体分析分层分段水力压裂增透技术的原理及工艺流程,结合工作面的具体条件进行压裂增透方案各项参数的设计,并对压裂段钻孔段瓦斯抽采量及效率进行监测。结果表明,水力压裂区域的瓦斯抽采浓度为65%～87%,平均单孔瓦斯抽采纯量为0.10～0.14 m3/min,较未进行压裂的预抽钻孔抽采量提升2倍以上,浓度提升30%以上,能够有效的提高瓦斯的抽采量及抽采效率。     

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。     

低透气性煤层蠕变预裂增透技术应用

大湾煤矿面临煤与瓦斯突出矿井低透气性煤层瓦斯抽采难的困扰。为弥补原有的密集顺层钻孔瓦斯抽采技术效果差、抽采率低的不足,大湾煤矿与相关企业合作,创造性地采用高压脉动空气量子植入蠕变预裂增透技术进行瓦斯抽采。明确瓦斯概况和论述技术原理后,在21110综采工作面回风顺槽对该技术进行了现场应用。实践表明,该创新技术可有效增加煤层透气性,延长钻孔瓦斯流量衰减周期,有效减少预抽时间,增大抽放半径;此外,可以减少钻孔工程量,提高抽采效率,极大降低煤与瓦斯突出的危险性。     

CO_2增透预裂技术在常村煤矿瓦斯抽采中的应用

文章通过对常村煤矿23采区进风下山反掘段现场进行CO2增透预裂试验,结果表明,预裂后煤层瓦斯体积有显著增加且持续时间较长,单孔瓦斯抽采浓度在实施预裂爆破增透技术后提高了18.6%,单孔纯瓦斯流量一段时间内提高了177%,充分表明CO2增透预裂对于提高煤层透气性,降低了抽采难度,提高瓦斯抽采利用率效果明显,对消除常村煤矿瓦斯突出、保障矿井安全生产提供了必要的技术支持。为类似矿井瓦斯抽采提供了参考依据。     

双龙煤矿超声波增透煤层与瓦斯抽采实践

双龙煤矿唯一可采煤层为2号煤层,但煤层瓦斯含量高,渗透率低,导致瓦斯灾害凸显及采掘失衡是当前面临的主要问题。为了提高瓦斯抽采效率、减少抽采时间,自主研发大功率矿用超声增透系统装备,在双龙煤矿开展超声波增透煤层与瓦斯抽采应用工业试验,超声增透技术取得了显著成效。试验结果表明,钻孔瓦斯平均抽采浓度提高了1.01倍,平均抽采流量增大了84.5%,平均单孔抽采纯量提高了2.85倍,平均累计单孔抽采纯量提高了3.83倍。该举措有效提升了瓦斯治理水平,保证了煤矿安全高效开采,能够为同类矿井瓦斯灾害防治提供技术借鉴。     

煤层群分层水力压裂与多层综合压裂增透效果对比研究

以西南地区某多煤层瓦斯巷为试验地点,对比实施了分层单一水力压裂和多煤层综合水力压裂,分析了煤层压裂发展全过程,探讨了煤层压入水量对后续钻孔施工的影响,获得了压裂后煤层瓦斯含量和含水率分布规律、以及煤层瓦斯抽采效果,明确了不同压裂方式的有效增透范围。结果表明:煤层压裂分为应力累积、裂缝起裂、裂缝扩展、裂缝多次起裂-扩展、裂缝扩展完成5个阶段;分层压裂的平均压力略高于综合压裂,但压入总水量明显少于综合压裂;分层压裂后煤层瓦斯含量和含水率分别低于和高于综合压裂技术,煤层瓦斯初始抽采体积分数更高,且煤层单孔和钻场的平均瓦斯抽采体积分数达54.1%和43%,较多煤层综合压裂技术提高了14.9%和9%;2种压裂方式的有效增透半径分别达50、40 m,表明分层水力压裂技术能显著提高煤层群压裂的有效增透范围及效果;分层压裂技术能减少煤层压入水量,降低后续瓦斯钻孔施工时发生抱钻等不良现象。     

煤峪口矿3-5#煤层增透瓦斯抽采技术研究

为了达到增透煤层与强化瓦斯抽采的目的,选用高压液体割裂煤层设备,在煤峪口矿5101回风顺槽掘进工作面进行了高压液体割裂煤层现场工业试验研究,共计完成了6个循环、总计450 m左右的高压液体割裂煤层工业性试验。经过试验后,5101回风顺槽掘进工作面抽放孔的瓦斯总流量和瓦斯浓度显著增大。     

低透气性煤层水力压裂增透技术应用

 针对大兴煤矿煤层透气性差、瓦斯抽采效率低、钻孔施工量大等问题,提出了水力压裂增透技术。研究了水力压裂增透机理,分析了水力压裂提高煤层透气性的过程。结合理论研究与现场经验,进行了高压钻孔密封,确定了工艺参数,完成了现场实施。应用效果证明：实施水力压裂后,水力压裂孔及影响区域内瓦斯抽采孔保持了较高的抽采水平,相对于普通抽采孔瓦斯抽采量提高了7.2倍,水力压裂影响区域内煤层透气性系数提高了79~272倍。     

水力冲孔增透卸压技术在鹤煤六矿的应用研究

鹤煤六矿为严重的煤与瓦斯突出矿井,亟待解决突出煤层煤巷快速掘进问题,通过介绍水力冲孔技术原理、工艺,结合矿井2145地区瓦斯地质条件,在井下2145底抽巷应用研究水力冲孔防治煤与瓦斯突出技术,有效解放了2145下顺槽煤层瓦斯,通过水力冲孔前后煤巷单进、瓦斯参数对比,应用水力冲孔技术有效增加了煤层透气性、瓦斯抽采浓度和抽采纯量,提高煤巷单进,抽采、消突效果显著,有显著的推广应用价值,可供类似条件下的突出矿井防突工作提供借鉴。     

水力冲孔造穴增透机制及应用研究

为研究水力冲孔造穴技术的卸压增透机制,利用受载煤体全应力—应变曲线,建立受载煤体渗透率演化模型,结合Comsol Multiphysics多物理场数值模拟软件,验证了水力冲孔造穴对煤体卸压增透的有效性。结果表明:水力冲孔造穴技术在形成半径为0.60 m的空洞后,在钻孔周围煤体内形成了半径为1.34 m的瓦斯渗透率增高区。该技术在焦煤集团九里山矿井下16051运输底抽巷开展试验,通过对普通钻区和冲孔造穴区的瓦斯抽采数据进行对比,可以看出:采取水力冲孔造穴措施后,抽采钻孔的瓦斯浓度提高了0.77倍,瓦斯抽采纯量提高了1.51倍,该措施有效地提高了煤层瓦斯抽采效率,减少了安全事故,保证了工作面的安全回采。     

水力冲孔卸压增透技术在煤矿瓦斯抽放中的应用研究

阐明了高压水射流冲孔技术的防突机理,研究了高压水射流冲孔的工艺过程以及所需要的各项设备.研究表明,高压水射流冲孔消突技术工艺简单,安全性高,在煤矿中使用高压水射流技术可以大大提高瓦斯抽放率,有效地释放煤中的瓦斯,起到了很好的防突效果.     

低透气性强突出煤层瓦斯抽采导流通道的构建及应用

基于芦岭煤矿低透气性强突出煤层瓦斯治理的需要,提出了地面钻井压裂抽采以削弱突出危险、保护层开采以消除保护范围突出危险和穿层钻孔强化抽采以消除保护边界外突出危险的瓦斯治理顺序,考察研究了对应抽采技术导流通道的特征及应用效果。结果表明,地面钻井压裂抽采,砂层是瓦斯抽采的导流通道,单个钻井长期可获得1 500 m 3 /d的煤层气产量;保护层开采,层间离层裂隙是瓦斯抽采的导流通道,煤层透气性可提高1 930倍;穿层钻孔群排煤抽采,孔群间的连通裂隙是瓦斯抽采的导流通道,单孔平均瓦斯流量可增加4倍,煤层透气性可增加200倍以上。     

水力冲孔煤层瓦斯分区排放的形成机理研究

为了探究水力冲孔之后煤层中瓦斯的分布规律,基于潘三矿13-1煤层的赋存条件,介绍了水力冲孔后瓦斯压力考察的现场试验。并结合RFPA 2D -Flow软件模拟水力冲孔后煤层裂隙发育的过程,研究了水力冲孔对煤层地应力和瓦斯压力分布的影响。结果表明：水力冲孔卸压增透就是在冲孔孔洞周围煤体重新构建不稳定平衡状态的过程;水力冲孔之后会在孔洞周围由近及远依次形成瓦斯充分排放区、瓦斯排放区、瓦斯压力过渡区和原始瓦斯压力区;在冲孔的卸压增透区域会经历应力升高、裂隙发育、应力快速释放和恢复平衡的过程。     

瓦斯地质预测预报在矿井瓦斯治理中的应用

以瓦斯地质学的理论知识为基础,从矿井瓦斯地质预测预报工作管理体系、瓦斯地质规律的探索和实践、瓦斯治理预警体系和瓦斯地质预测预报内容等方面论述了瓦斯地质预测预报在矿井瓦斯治理中的应用。     

我国低渗煤层井下注气驱替增流抽采瓦斯技术进展及前景展望

我国大部分矿区煤层渗透率较低，注气驱替增流抽采瓦斯技术是提高低渗煤层瓦斯抽采效率的有效方法之一。分类梳理了我国低渗煤层瓦斯赋存特征，总结概括出高资源储量、低含气饱和度、多储层压力并存、低渗透性和复杂分区性5个特点。利用差异置信法、灰色关联法、置信区间计算法，分析了我国煤层瓦斯对井下注气驱替增流抽采瓦斯技术的适用性，获得6个影响注气驱替瓦斯效果的直接因素，影响度依次为：煤体普氏系数>瓦斯压力>渗透率>灰分>瓦斯含量>朗格缪尔压力常数；建立了适用于井下注气驱替增流抽采瓦斯技术的煤层参数筛选评价方法。根据注气驱替煤体瓦斯增流机制的不同，从气体因素、注能改性两方面厘清了注气驱替煤体瓦斯增流机制，气体因素增流机制包括：充能携载、分压促解、稀释促扩散、竞争吸附；注能改性增流机制包括：充能扩孔、促解扩孔、充能拓孔、脉冲气流损伤孔隙结构/展布裂隙网络。总结了注气驱替气源、工艺参数对瓦斯驱替效果的影响规律，简要介绍了井下注气驱替增流抽采瓦斯关键技术与装备、应用模式及应用效果。展望了我国井下注气驱替增流抽采瓦斯技术的未来发展趋势，具体包括：多学科深化注气驱替增流抽采瓦斯理论、...     

江苏油田高压水旋转射流解堵技术的研究与应用

高压水旋转射流技术是利用井下可控转速的自振空化发生器产生低频水力波、高频振荡冲击波和空化超声波三种物理作用，对近井地层进行直接深穿透处理，彻底清除储层堵塞，疏通油流孔道，从而提高处理深度和处理效果，使油水井恢复生产。该技术具有效率高、成本低、无污染等优点，是适用于江苏低渗油田油水井增产增注的新型工艺技术。     

水力冲孔技术在瓦斯抽采中的应用

为推进水力冲孔卸压增透技术的推广应用,增加煤层透气性,提高矿井瓦斯抽采效率,在陈四楼煤矿开展水力冲孔卸压增透技术试验,考察该技术的作业工效和增透效果,数据分析结果表明:试验区煤层地质条件下,冲孔水压为8~10 MPa时,每米煤孔冲煤1.4 t所需的时间约为25.3 min,水力冲孔后钻孔两个月内的平均抽采浓度提高了3倍,平均单孔抽采纯量提升了2倍左右,卸压增透效果显著,为矿井瓦斯治理技术水平的提升提供支撑。     

低透气性煤层水力冲孔强化抽采优化技术

通过在龙山矿25051下底抽巷采用低透气性煤层水力冲孔强化抽采优化技术,采用普通穿层钻孔和穿层水力钻孔组合布置设计,瓦斯抽采纯量的4~5倍,延长抽采孔寿命,从而提高了瓦斯抽采率,增大煤层渗透率,扩大钻孔抽采有效影响范围,提高煤层瓦斯抽采效率,缓解龙山煤矿抽、采、掘接替紧张局面,为低透气性煤层开采过程中的瓦斯治理提供技术支撑。     

顺和煤矿机械扩孔快速卸压增透技术研究与应用

为解决顺和煤矿2404工作面煤层透气性低、硬度大、施工工期长、抽采效率低等问题,在2404轨道巷底抽巷开展了机械扩孔快速卸压增透技术研究,优化了瓦斯抽采设计,提高了瓦斯抽采效率。机械扩孔在扩孔煤量上较水力冲孔增加了0.1 m~3/m,同时解决了长钻孔及近水平钻孔冲孔煤量不易冲孔的难题;在施工效率上机械扩孔较水力冲孔可节约17 min/m,减少40%。因此,机械扩孔技术可以快速达到卸压增透的目的,可为我国同类煤矿解决此类问题提供参考。     

低浓度抽采钻孔压缩空气循环脉冲疏堵增透技术研究

针对瓦斯抽采过程中存在的透气性低、钻孔堵塞,引起瓦斯流动通道封闭造成的瓦斯抽采浓度低等问题,通过研究压缩空气循环脉冲疏堵增透机理,优化关键技术参数,研制基于压缩空气循环脉冲动力作用的抽采钻孔自动疏堵增透装置,并进行现场工业试验。研究结果表明：利用压缩空气循环脉冲装置对钻孔疏堵增透后,能将钻孔内的堵塞物破碎运出钻孔,并在抽采钻孔周围煤体中形成新的裂隙。疏堵前后,典型代表性钻孔瓦斯浓度最大变化倍数8.3,平均变化倍数5.2。纯流量最大变化倍数24.18,平均变化倍数11.6,明显提高了低浓度瓦斯钻孔的抽采效果。