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。     

下向穿层钻孔水力冲孔卸压增透强化抽采瓦斯技术研究

为提高预抽煤层瓦斯消突效果,本文试验了下向穿层钻孔卸压增透强化抽采技术,并在高抽巷区域预抽钻孔中进行了实践。水力冲孔实施后,钻孔的卸压影响范围增大,钻孔周围的煤体变形和透气性增大,抽采瓦斯效果显著提高。对比水力冲孔前后的钻孔瓦斯压力和抽采量变化表明,水力冲孔影响半径达到10m,有效影响半径大于5m。与水力冲孔钻孔平距2.5m抽采孔,瓦斯抽采纯量增大4.25倍,平距5m~6m抽采孔瓦斯抽采纯量增大1.5倍。水力冲孔卸压增透强化抽采技术卸压增透范围大,提高抽采效果显著,为高突煤层预抽消突提供了一种行之有效的方法,值得在低透气性高瓦斯突出煤层消突实践中推广应用。     

定向顺层钻孔“钻-冲-护”一体化增透技术试验

针对松软低透煤层瓦斯抽采钻孔塌孔严重、瓦斯抽采效果差、抽采达标周期长、抽掘采衔接紧张等问题,基于现有装备,提出了定向顺层钻孔"钻-冲-护"一体化低透煤层高效促抽瓦斯技术,该技术在长平煤矿实践表明:大功率定向钻机施工煤段长度达到340 m,煤段水力冲孔后总返煤量260.46 t,扩孔孔径φ0.87 m。对冲孔方式进行考察,发现回转冲孔方式和交叉冲孔方式效率优于水平冲孔方式。未采取下筛管工艺抽采钻孔平均瓦斯浓度为25.05%;全程下筛管护孔抽采钻孔平均瓦斯浓度为49.10%,一体化工艺下抽采钻孔百米瓦斯纯流量比普通钻孔水力冲孔护孔后抽采钻孔百米瓦斯纯流量提高了约11倍,瓦斯流量衰减系数降低了9.4%。瓦斯抽采浓度提高约2倍,百米抽采瓦斯纯量由0.08 m³/min增至0.94 m³/min,瓦斯抽采效果明显,保障了矿井的安全高效生产。     

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%。     

煤巷顺层瓦斯抽采钻孔水力冲孔增透技术研究

针对侯村煤矿3607回风顺槽因煤层透气性差导致的顺层钻孔预抽瓦斯效率低、预抽时间长及残余瓦斯含量高等问题,研究适用于顺层钻孔的水力冲孔造穴增透技术,并提出分区冲孔造穴方案。现场实践结果表明：采取水力冲孔增透措施后钻孔平均瓦斯抽采浓度达34%,是常规抽采孔的1.9倍,平均瓦斯抽采纯量达2.3 m3/min,是常规抽采孔的6倍,整个瓦斯治理循环时间缩短3 d。     

穿层钻孔煤层段变孔径掏穴卸压增透强化抽采瓦斯技术

为提高预抽煤层瓦斯消突效果,文章提出了一种变孔径的钻孔卸压增透技术,并在下山揭煤钻孔中进行了试验研究。通过对已施工好的下向穿层钻孔实施掏穴扩孔后,实际钻进出煤量相应增加,钻孔的卸压影响范围增大,钻孔周围的煤体变形和透气性增大,抽采瓦斯效果显著提高,值得在低透气性高瓦斯突出煤层消突实践中推广应用。     

松软强突煤体穿层钻孔钻扩一体化卸压增透技术

当前我国煤矿深部开采中,松软煤层低渗透性是制约瓦斯抽采的瓶颈问题,水力扩孔(割缝)是有效的增透措施,但扩孔效果的评价目前多采用静态指标,导致扩孔优化费时费力且不准确,为进一步优化扩孔措施,快速确定合理施工参数,保证达到最优扩孔效果,在现场实测的基础上,提出了不同时间有效抽采半径的动态评价方法。这一方法为快速优化扩孔参数提供了理论指导。     

底抽巷穿层钻孔卸压增透技术研究

针对底抽巷穿层钻孔预抽效果差的问题,结合新景公司3煤坚固性系数小、埋深大、瓦斯含量高等特点,提出了利用底抽巷穿层预抽钻孔进行卸压增透的方法,分析了水力冲孔造穴卸压增透和CO_2气相预裂爆破卸压增透技术原理。通过现场试验,与原底抽巷穿层钻孔预抽对比分析,水力冲孔造穴和CO_2气相预裂增透技术卸压增透效果明显,取得了良好的瓦斯抽采效果,为新景公司3煤解决煤层条带瓦斯提供一种新的思路和方法。     

较硬厚煤层穿层钻孔机械扩冲一体化卸压增透技术实践

为解决鹤煤公司北部煤田煤体较硬、单一水力冲孔卸压增透效果差的问题，应用机械扩孔技术原理，以鹤煤九矿3103工作面底抽巷为工程背景，进行了现场试验、技术改进。通过机械扩冲一体化卸压增透技术的应用，抽采钻孔在单孔冲孔煤量、初始浓度、钻孔浓度衰减等主要技术指标上取得理想数值，达到了卸压增透预期目标。     

穿层钻孔煤层段变孔径掏穴卸压增透强化抽采瓦斯技术研究

 摘要：为提高预抽煤层瓦斯消突效果,本文提出了一种变孔径的钻孔卸压增透技术,并在下山揭煤钻孔中进行了试验研究。通过对已施工好的下向穿层钻孔实施陶穴扩孔后,实际钻进出煤量相应增加,钻孔的卸压影响范围增大,钻孔周围的煤体变形和透气性增大,抽采瓦斯效果显著提高。掏穴钻孔与考察钻孔抽采瓦斯情况相比,具有显示流量抽采时间长、抽采浓度高和抽采瓦斯量大的特点。穿层钻孔煤层段变孔径掏穴扩孔卸压增透强化抽采瓦斯技术具有易操作简单、成本低和提高抽采效果显著等优点,值得在低透气性高瓦斯突出煤层消突实践中推广应用,为高突煤层预抽消突提供了一种行之有效的方法。     

条带顺层钻孔卸压抽采优化布置研究

针对鹤壁中泰矿业31021综采工作面,利用卸压槽技术和瓦斯抽采技术相结合抽采煤层瓦斯的方法,对现场抽采钻孔进行优化设计,通过一段时间的实时监测数据结果显示,在抽采孔施工期间,抽采浓度及瓦斯抽采量逐渐减少,大大缩短了抽采周期。     

随钻掏穴增透技术在瓦斯抽采穿层钻孔中的应用

针对穿层钻孔煤层段扩孔掏穴施工时需要二次下钻、施工工序复杂、施工周期长等问题,研制了一种随钻扩孔掏穴PDC钻头,并在九里山矿进行了现场试验,钻头累计施工钻孔2个,累计孔深48 m,煤层段掏穴扩孔施工17.4 m,累计出煤量约20 t。试验结果表明:在穿层钻孔施工时,随钻扩孔掏穴PDC钻头可实现穿层钻孔与煤层段扩孔掏穴的一次性施工,简化了施工工序,缩短了施工周期,使用效果良好。     

低透气性高瓦斯煤层钻冲一体化卸压抽采技术研究与应用

为了消除低透气性高瓦斯煤层的突出危险性,以安阳矿区龙山煤矿25051下底抽巷为研究背景,对穿层水力钻冲一体化增透技术的施工工艺及增透效果进行了研究。工业性试验表明,钻冲一体化卸压增透作业可提高煤层的瓦斯抽采效果,从而解决低透气性煤层开采过程中的瓦斯问题。     

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。     

突出煤层穿层钻孔钻扩一体化增透技术

随着瓦斯治理力度逐步加大,区域瓦斯治理工作成效显著,但煤层透气性低、瓦斯抽采效果差的问题依然很突出,针对该问题,在现场搜集并整理大量资料,分析煤层瓦斯含量分布情况,对焦作矿区实际瓦斯地质情况深入研究基础上,形成了一整套钻扩一体化钻具,并成功开展了现场工业性试验。应用效果显著,卸压范围增加了20倍左右,煤体卸压体积增加了近100倍左右,单孔瓦斯抽采量是未冲孔钻孔的2~3倍,抽采达标时间缩短1/3以上;水力冲孔影响范围为沿倾向上部达到6~7 m、下部2~3 m、走向达到6~7 m。     

穿层钻割一体化卸压增透技术数值模拟分析及应用

通过分析应用穿层钻割一体化后煤体应力变化情况,指出穿层钻割一体化技术是煤层卸压增透的重要手段.利用FLAC软件研究分析了5m和10m两种布孔方式煤体应力变化对整体卸压的影响.研究得出,10m布孔方式与5m相比,虽然卸压强度降低,但是具有卸压范围广,单孔利用率高,有效影响范围大,对开采前期的瓦斯预抽更有价值.在实际应用中,间排距增大到10m后,单孔瓦斯流量提高了3～6倍,预抽时间缩短一半的情况下,即可满足8m3/t的开采条件,保障了煤矿的安全高效的开采.     

穿层钻孔水力化卸压增透技术

低透气性煤层瓦斯抽采是我国矿井瓦斯治理的瓶颈所在。近年来水力射流技术在矿井石门揭煤、底板巷消除地应力方面有了很大的发展,因此,开展水力射流技术在本煤层强化瓦斯抽采方面的研究具有重要意义。采用水力射流扩大钻孔的直接影响范围,通过对扰动煤体的体积、表面积、单孔瓦斯抽采量、钻孔影响半径的考察,对比分析了水力射流技术和钻孔抽采技术的数据,得出钻孔直径增大11.7～19.2倍,扰动煤体体积提高3 471～6 971倍;钻孔瓦斯衰减周期延长了7～10倍;单孔抽采效果提高6～8倍。     

水力钻割一体化卸压增透技术试验研究

为获得斜沟煤矿8号煤层超高压水力钻割一体化卸压增透最佳参数,以改善瓦斯抽采效率低下的现状,重点研究了最佳割缝压力、单刀出煤量与割缝时间之间的关系,并分析了瓦斯抽采纯量随时间的变化规律。     

水力冲孔压裂卸压增透抽采瓦斯技术研究

为了提升煤层瓦斯抽采效率,减少矿井瓦斯抽采工程量和抽采时间,讨论了水力冲压卸压增透机制,详细阐述了水力冲压卸压增透技术的工程实施模式,并将该技术应用于贵州新田煤矿煤巷条带瓦斯治理工作中,监测技术实施前后钻孔瓦斯抽采参数,数据分析结果表明:水力冲孔孔洞最大半径在0.23～0.72 m,水力压裂时的煤层破裂压力在13～26 MPa,冲孔后的平均瓦斯抽采体积分数提高了35%左右、瓦斯抽采纯量提高了1.1～5.0倍,冲压一体化作业后,钻场抽采浓度相较于冲孔后提高了0.8倍以上,钻场抽采纯量再次提高了3～5倍,卸压增透效果较为显著。工程试验结果证明水力冲压卸压增透技术能够实现煤层卸压增透,大幅提升煤层瓦斯抽采效率,对矿井安全高效生产有着重要的工程意义。