坚硬顶板水压致裂弱化技术研究

为探究水压致裂技术对坚硬顶板的弱化效果,以潞宁煤矿31101工作面为研究对象,通过现场观测、工程类比的方法对水力压裂控制顶板效果进行了研究,确定水压致裂弱化技术的具体参数。结果表明:坚硬顶板通过水力压裂后被软化,实现回采期间顶板随采随冒,围岩应力降低19%,保证了工作面的安全生产。     

水力致裂技术在处理坚硬顶板中的试验研究

坚硬顶板工作面若顶板不能及时垮落,会在采空区上方形成大面积悬顶,对人员、巷道和设备会形成严重的威胁。以15306坚硬顶板工作面为试验对象,通过合理确定水力致裂弱化顶板方案和注水工艺,实施了水力致裂弱化顶板试验。试验结果显示,有效弱化了15306工作面顶板,其有效致裂半径达12 m ,对于消除大面积悬顶,保证工作面安全回采具有重要的意义。     

急倾斜煤层坚硬顶板水力致裂控制技术

针对急倾斜煤层综采工作面上隅角采空区大面积悬顶垮落易造成瓦斯超限的问题,研究提出采用水力致裂控制和提前退锚技术,确定了水力致裂钻孔的孔径、深度、倾角、孔间距、封孔长度等关键参数,实现快速有效处理不同状态下的采空区悬顶情况,实现坚硬顶板水力致裂施工与工作面回采工艺的合理衔接,确保了工作面安全正常推进。     

寺河煤矿薄煤层综采面坚硬顶板控制技术研究

为避免开采初期工作面出现大面积悬顶,威胁井下人员、设备安全,以寺河煤矿94316综采工作面坚硬顶板为工程背景,比较分析深孔预裂爆破和定向水压致裂两种顶板劣化技术的机理和使用条件,确定采用水压致裂对工作面顶板进行劣化,并设计了实施方案和工艺。水压致裂施工完成后,支架工作阻力和顶板来压步距均大幅降低,表明采用定向水压致裂方式对坚硬顶板劣化效果显著。     

大同矿区回采巷道顶板预裂技术应用效果探究

针对目前大同矿区回采巷道受坚硬顶板影响围岩控制困难的问题,采用理论分析的手段研究了巷道顶板预裂原理,通过探究定向聚能爆破顶板预裂切缝技术、水力切割切顶卸压技术和二氧化碳致裂技术的技术特征以及在大同矿区回采巷道的应用效果,得出水力切割切顶卸压技术是可在矿区内广泛推广应用的技术手段.     

顶板钻孔割缝导向水压裂缝扩展的现场试验

在坚硬顶板定向水力致裂原理性试验成功的基础上,在综采工作面端头超前支护段内进行了坚硬顶板钻孔预割缝定向水力致裂的半工业性试验,分析钻孔割缝对引导水压裂缝扩展的作用。大同塔山煤矿8102工作面试验结果表明,钻孔孔壁水压裂缝沿预割缝槽优先起裂,预开槽对坚硬顶板水力致裂的起裂起到了定向作用。水压裂缝定向起裂后,受地应力场等综合影响,水压裂缝会出现空间转向。采动影响会改变致裂钻孔周围的应力分布,进而影响裂缝的定向扩展效果;因此,坚硬顶板定向水力致裂应考虑采动应力影响,注意与采动的协调配合。定向水压裂缝可穿岩层间层面扩展。钻孔预割缝定向水力致裂的实质是通过预割缝来控制裂缝的定向起裂,引导裂缝的扩展方向;并配合地应力、采动应力、致裂工艺等使导向裂缝尽量满足工程要求。     

水力致裂技术在坚硬顶板顶煤放顶效果的研究与应用

针对柳巷煤矿30101工作面坚硬顶板顶煤在回采过程中不易冒落的特点,以取样实验模拟顶板顶煤压力情况,使用水力致裂方案弱化顶煤、顶板,达到放顶、提高回采率的目的,为厚煤层放顶工艺提供了新的方法和借鉴方案。     

坚硬顶板巷道水力压裂切顶卸压一体化控制技术

鉴于工作面坚硬顶板导致端头悬顶面积大影响回采安全以及邻近工作面巷道矿压显现的问题,马兰矿进行了高效水力压裂切顶卸压技术的研究,分析了坚硬顶板水力压裂切顶卸压控制思路、工艺原理及钻孔布置方式对压裂效果的影响,提出了采用"低位致裂+高位弱化"水力压裂卸压技术,实现坚硬顶板的高效预裂,有效解决了坚硬顶板工作面端头悬顶及邻近工作面巷道强采动应力引起的巷道片帮、底鼓问题。     

薛虎沟煤业2-106A运巷厚层坚硬顶板应力弱化技术研究

为解决薛虎沟煤业2-106A工作面运输巷围岩变形量大的问题,通过对巷道围岩的变形特征及变形原因进行分析,得出巷道变形量大的两个主要原因为坚硬顶板动压破坏及巷道埋深大;提出采用水力致裂技术对巷道坚硬顶板进行弱化处理,在不增加支护强度的前提下减小围岩压力。结果表明:水力压裂技术对巷道坚硬顶板进行水力压裂处理后,回采巷道的围岩变形量明显减小,提高了回采巷道的稳定性。     

定向水力致裂对煤层顶板三向应力的影响研究

煤层顶板水力致裂是处理坚硬顶板和防治冲击地压的重要技术手段之一,为了研究水力致裂技术对煤层顶板三向应力的影响,通过现场开展煤层顶板定向水力致裂试验,采用光纤光栅三向应力传感器得到了致裂前后顶板岩层的三向应力。结果表明：水力致裂之后,监测断面处顶板岩层三个主应力均有所降低,最大降幅约为20%,而主应力方向变化很小|在工作面坐标系下,致裂部位处各应力分量的降幅受致裂面方位的影响。顶板水力致裂能够显著降低或者转移顶板岩层三向应力,对致裂部位具有良好的卸压效果。研究成果可为现场水力致裂钻孔布置提供参考,并可用于冲击地压防治研究。     

综放工作面顶板水力压裂卸压技术应用

针对煤矿回采工作面煤层开采后大面积坚硬顶板悬露在采空区内,致使回采工作面顶板垮落步距较大、来压剧烈、易引起支架压死等一系列安全问题,以雅店煤矿1403综放工作面为研究背景,通过对水力压裂技术与工艺流程进行分析,研究了水力压裂卸压技术的可行性,同时对水力压裂钻孔参数进行设计并开展现场水力压裂卸压试验,最后对压裂效果进行了...     

顶板岩体水力压裂工艺在华阳煤业的应用

为缩短初次来压的步距,减少老顶的自然冒落面积,降低初次来压的强度,本文以15101首采工作面为例,研究工作面形成后初采期间,采用水力压裂的工艺控制顶板垮落的施工过程。主要从设计方案、施工过程、注意事项、监测数据、工艺效果等多方面论述。实践证明该工艺控制顶板效果明显,完全满足综采工作面安全回采要求。     

定向水力压裂技术在7806切眼的应用

中厚煤层多采用综采放顶煤开采方式。在初采过程中,随着回采工作面的不断推进,老空区的悬顶面积不断增大,初次来压前,容易出现压架现象。潞安五阳煤矿7806工作面老顶为细粒石英砂岩,难以冒落,采用定向水力压裂技术应用在该工作面。实施压裂后工作面推进大约9 m时,观测到直接顶开始垮落;推进12 m时,部分老顶垮落;推进16 m时,老顶全部垮落。通过定向水力压裂顶板预裂试验,缩小了顶板初次垮落步距,有效防止了大面积顶板垮落带来的隐患,实现了工作面初采期间安全、高效生产。     

提高复杂条件综放面回收率的研究

根据某矿21112工作面煤层硬度大,局部为细砂岩顶板,又是第二分层综放开采的复杂采矿地质条件,采用理论分析和现场实测的方法,得出松动爆破预裂、水力致裂软化和适宜的放煤工艺.     

布尔台矿水力压裂对矿压显现影响分析

针对布尔台煤矿42106综放工作面回采期间发生多次动力灾害显现,为了分析水力压裂对强矿压显现的影响,采用了现场实测及理论分析方法,依据水力压裂卸压机理及矿压岩层控制理论,对该工作面回风巷上覆岩层实施水力压裂卸压。结合现场监测矿压显现变化情况对卸压机理及效果进行深入分析,其结果揭示了在强动压影响下的巷道顶板岩层中采取水力压裂可有效减弱顶板岩层中赋存的高应力,释放顶板储存的弹性能;弱化基本顶,避免采空区后方悬顶,降低超前支撑压力的影响;减小相邻采空区侧对工作面回采巷道的影响,有效缓解巷道围岩变形。     

定向水力压裂工作面煤体应力监测及其演化规律

为研究水力压裂的机理和评价压裂效果,采用空心包体应变计,对水力压裂前后钻孔附近煤层应力的变化,及水力压裂实施后,随着工作面推进,前方煤层应力的变化进行了监测。通过分析监测数据,得到以下应力演化规律与结论：① 水力压裂前后,在压裂钻孔附近煤层中的主应力增量值、倾角和方位角均会出现突变。突变程度与至压裂孔的距离、水压、裂缝扩展方式及煤层力学性质等多种因素有关;压裂后主应力增量得到恢复,但比压裂前均有所降低,水力压裂可改变煤层的应力状态。②顶板压裂后,再受到工作面采动影响,煤层垂直应力增加,水平应力有降低的趋势,但采动引起的主应力增量变化幅度远小于压裂引起的变化,而且采动对主应力增量的倾角和方位角的影响不大;水力压裂可使顶板来压强度降低,工作面超前支承压力的影响减弱。③ 晋城王台铺煤矿坚硬顶板综采工作面进行水力压裂后,顶板的整体性和强度得到弱化,工作面采动影响减弱,顶板能够紧随工作面推进及时垮落,说明水力压裂效果良好。     

大隆矿综采工作面顶板控制及支架选型分析

综合机械化是采煤现代化的主要标志，我国煤矿综合机械化开采已获得较大发展，生产中工作面顶板管理应采用科学有效的方法。实践证明，回采工作面使用液压支架后，控顶能力大为增强，但若选型不当，管理不善，则顶板控制问题仍会影响工作面产量和效益。本文依据铁法煤业集团公司大隆煤矿综采液压支架选型分析，得出经验和结论。     

综采工作面过冒顶区支护技术研究与应用

针对综采工作面顶板破碎、稳定性差的问题,提出了工作面顶板控制技术,提出在综采工作面冒顶区煤壁前方开巷道进行顶板加固、马丽散化学注浆剂加固、罗克休泡沫充填三者相结合的顶板控制技术方案并进行研究,最后在小纪汗11217综采工作面进行现场应用。结果表明,该技术创新方案有效地控制了综采工作面的顶板,工作面围岩稳定性增强,实现了综采工作面的安全、高效回采。     

坚硬顶煤水力致裂控制技术在崔家沟煤矿的应用

陕西省崔家沟煤矿二水平三盘区2303综放工作面坚硬顶煤难冒落,导致顶煤放出效果不佳,放煤高度和回采率低。为解决此问题,根据坚硬顶煤水力致裂控制技术原理,在综放工作面架间向煤壁前方顶煤施工直径为32mm的水力致裂钻孔,进行坚硬顶煤水力致裂试验。试验结果表明:水力致裂技术成功弱化了顶煤,有效降低顶煤块度;改善了顶煤冒放性,减少了综放工作面顶煤由于破碎不够充分导致放煤期间顶煤形成拱结构的可能性,提高了工作面放煤高度和回采率;同时有效降低了工作面的粉尘浓度,改善了工人的作业环境。对今后处理坚硬顶煤难垮落问题,具有重要的借鉴价值。     

综放工作面过上覆集中煤柱应力区支护技术探析

以8102孤岛小煤柱综放工作面为研究背景,针对该工作面受上覆集中煤柱应力影响,巷道变形严重的问题,提出在采煤侧煤帮施工卸压孔、底板开卸载槽、地面水力压裂、巷道顶板补强支护以及单体柱超前支护加固技术和工艺,有效降低强矿压给回采工作面带来的安全风险,实现工作面的安全回采.