“压裂-固化-预抽”一体化揭煤技术研究

基于盐井一矿K_4煤层具有的高瓦斯、低透气性、松软破碎、严重突出危险等特性,针对石门揭煤施工时存在揭煤速度慢、穿过煤层时间过长、冒顶严重、煤与瓦斯突出危险性更大等问题,研究采用"压裂-固化-预抽"一体化揭煤新技术,分步有序实施高压水力压裂、石门固化、预抽瓦斯等"三位一体"的综合防突措施,从根本上防止煤与瓦斯突出事故发生,有效缩短石门揭煤周期,提高石门揭煤效率,真正意义上实现了快速安全揭开石门,从而形成一套安全、高效、实用性强的石门揭煤技术。     

水力化高效防突集成技术研究与应用

针对我国高瓦斯矿区煤层低透气性、可压密性和易流变性,以及深部矿井煤与瓦斯突出应力主导作用加强的特征,为了快速地消除煤层突出危险性,提出了水力化高效防突集成技术;以淮南矿区石门揭煤消突为例,介绍了该集成技术的技术原理、组成、工艺及装备,指出了其适用条件和效果评价体系和应用前景。     

水力压裂增透技术在石门揭煤预抽中的应用

为提高松软突出煤层瓦斯抽采效果,通过分析水力压裂煤体致裂增透消突机理,在逢春煤矿石门揭煤工作面,采用高压水力压裂增透技术,进行水力压裂增透,并预抽煤层瓦斯,然后揭煤。水力压裂增透后,瓦斯抽采效果得到大幅提高,预抽达标时间缩短了220d。揭煤过程中,突出预测指标明显降低,未出现预测超标现象;并且揭煤工期缩短了40%,提高了石门揭煤施工效率。     

水力冲孔增透技术的研究与应用

为了降低矿井消突成本,提高瓦斯抽采钻孔效率,缩短瓦斯抽采时间,以大淑村矿172107底抽巷穿层预抽钻孔为研究背景,对高瓦斯、低透气性煤层采取水力冲孔增透技术进行了研究并展开了现场应用。应用结果表明,在三采区皮带下山石门揭煤工作面预抽煤层瓦斯钻孔采用水力冲孔增透技术后,在保证安全揭煤的前提下,加快了石门揭煤的速度,解决了工作面接替紧张的局面,保证了矿井的采掘平衡,缩短了瓦斯抽采时间。因此,该方法对煤层安全高效开采具有十分重要的意义。     

水力冲孔快速消突技术的研究与应用

为提高石门揭煤和煤巷快速掘进速度,基于高压水射流破煤原理,研究了水力冲孔卸压增透的防突机理,通过理论分析、实验室研发及工业试验相结合的方法,阐述了水力冲孔的工艺流程及主要设备研发情况,并结合淮南矿区的实际条件,确定了水力冲孔的最佳破煤水压为煤的普氏系数的12~20倍。研究结果表明,在强突出煤层实施水力冲孔技术措施后,煤的弹性潜能得到释放,瓦斯压力梯度降低,有效消除了激发突出的应力,煤层的透气性增强,石门揭煤速度提高4倍,对比不同的防突措施,水力冲孔后煤巷掘进速度提高为原来的3~5倍,是中高压注水的3.3倍、是排放钻孔的2倍。     

高压水割缝增透防突技术在石门揭煤中的应用

为了寻求在实施区域防突措施有效后的局部防突措施,真正消除石门揭煤的煤与瓦斯突出,根据高压水切割煤岩机理,在贵州湘能股份有限公司神仙坡煤矿114反石门揭煤过程中试验了高压水割缝增透防突技术。结果表明,高压水割缝增透防突技术由于其单孔控制范围增大,石门揭煤时预抽瓦斯的钻孔工程量降低了50%以上,揭煤的工期缩短了40%左右;同时提高了石门瓦斯的抽采率和抽采的瓦斯浓度,是煤矿石门揭煤的一项实用技术。     

石门对掘揭开急倾斜煤层突出与爆破增透消突技术

针对煤岩介质材料力学性质的非均匀性特点及变形破裂过程中透气性的非线性变化特性,应用基于含瓦斯煤岩破裂过程固-气耦合动力学模型开发的RFPA^2D－Flow软件,系统模拟了石门对掘揭开急倾斜煤层煤与瓦斯突出动力灾害演化过程,从细观的角度分析了突出过程中的应力演变、裂隙发展和瓦斯运移规律。数值模拟和突出实例分析表明：高瓦斯压力和梯度、严重应力集中和叠加、不可忽视的揉搓煤体自重应力以及瞬间爆破应力冲击是造成突出的综合性原因。介绍了利用深孔预裂控制爆破技术的石门揭煤消突试验,结果表明,该技术爆破孔的增透半径大于3 m,在防治高瓦斯低透气性煤层石门揭煤突出和实现安全快速揭煤方面效果较好。     

采区运输下山石门揭煤综合瓦斯防治技术

为了防止石门揭煤过程中发生煤与瓦斯突出事故,以开滦矿区二水平南一采区运输下山下部石门揭煤为背景,分析了石门揭煤处11煤层的地质条件和瓦斯赋存状况,提出采用瓦斯参数测定、瓦斯预先抽采、水力冲孔、煤体固化等综合瓦斯防治技术。结果表明,通过石门揭煤综合瓦斯防治技术,揭煤点及其周围煤层瓦斯含量降为3.19m3/t,瓦斯压力降至0.6MPa以下,每天保证正规循环,顺利实现了安全揭过煤。     

鹤煤四矿突出石门快速揭煤技术的研究及应用

突出煤层石门揭煤是突出矿井防突工作的关键过程,研究安全有效的突出煤层石门揭煤技术对矿井的安全生产和采掘接替具有重大意义。通过综合分析鹤煤四矿煤与瓦斯突出影响因素,结合石门揭煤工作面的实际情况,制定了穿层钻孔瓦斯抽放、水力压裂与强化抽放、注马丽散加固煤体等综合性措施,安全快速揭开了煤层。     

井巷揭煤作业综合防突措施研究

煤与瓦斯突出矿井的防突工作是一项复杂的系统工程,潞安矿区主体矿井的井巷揭煤防突综合体系建设处尚于起步阶段。为解决高瓦斯厚煤层揭煤过程中出现的应力集中和瓦斯超限问题,结合某矿煤层赋存特征,采用“水力、机械造穴+钢筛管+围岩注浆”组合防突技术,建立残余瓦斯压力、残余瓦斯含量、K₁值、煤体膨胀变形量、煤层含水率、围岩变形量多效果检验指标相互验证的方法,有效的实现了区域卸压、补水、围岩应力控制,达到了高效安全揭煤的效果。通过井巷揭煤作业工程设计、工程施工、工程验收、工程评价等多个层面的分析,不断完善和摸索出一套适应于潞安矿区单一煤层、高地应力、高瓦斯区域条件下的井巷揭煤管理和技术模式。     

贵州高瓦斯矿井条件下三步揭煤法防突技术研究与应用

通过对石门煤与瓦斯防突技术的研究,基本总结出了一套适合贵州高瓦斯条件下的石门安全揭煤技术,为矿井石门揭煤提供了安全基础,对今后各类石门安全揭煤具有借鉴意义。     

水力冲孔消突措施试验研究

针对淮南矿区埋深大、透气性低及高地应力的煤层赋存状态,为了解决石门揭煤过程中的煤与瓦斯突出问题,在谢桥等5个矿试验了水力冲孔技术,通过排出部分煤体和瓦斯,对煤体增透卸压,从而实现快速、安全的揭煤。研制了水力冲孔专用PZCK-C-*系列喷头,优化了水力冲孔工艺和技术参数,模拟对比了冲孔前后钻孔周围的应力变化。试验结果表明,在钻孔冲出煤量达到1.0～2.5 t/m时,其冲孔影响半径可以达到5.5～9.0 m,煤层透气性系数增大了70%～370%,实施水力冲孔后,冲孔控制区域的煤体得到卸压,透气性增大,突出潜能和瓦斯热力学能得到释放,快速消除了石门揭煤工作面的突出危险性。     

石门揭煤常压水洗防突半径考察研究

煤与瓦斯突出多发生在掘进工作面,而石门揭煤所占比例更高。通过实施常压水洗防突技术,石门揭煤不仅消灭了煤与瓦斯突出,而且煤层揭开后,瓦斯压力减小,缩短了揭煤时间,加快了石门揭煤进度,取得明显的经济和安全效益。     

阜生煤矿巷道开拓石门揭煤时煤与瓦斯突出的防治

阜生煤矿是高瓦斯矿井,在巷道开拓石门揭煤时需要进行煤与瓦斯突出的防治,通过对工作面突出危险性进行预测,制定了相应的防突措施,经过揭煤工作面区域验证及防突效果检验,取得了成功。     

钻扩一体化技术在石门揭煤工作中的应用

突出矿井石门揭煤过程中最易引发煤与瓦斯突出事故,而目前石门揭煤工作中防治煤与瓦斯突出的主要措施是穿层钻孔预抽煤层瓦斯,但低透气性煤层中单一采取这一措施难以达到理想的消突效果。钻扩一体化水力扩孔技术,能有效增加煤层透气性和抽采钻孔有效影响半径,辅以严封孔、高负压抽采措施,快速实现抽采达标,保证揭煤安全。     

深孔预裂爆破技术在石门揭煤中的应用

介绍突出煤层石门揭煤前,通过深孔控制预裂爆破增透卸压瓦斯治理技术,使突出煤层高聚的瓦斯压力与弹性潜能得到释放,煤与瓦斯突出预测指标安全值以内,实现安全快速揭煤,并总结了该项技术在治理瓦斯和防突方面的可行性和有效性.     

基于水力压裂增透的多煤层瓦斯隧道快速揭煤防突技术研究

为实现瓦斯隧道安全快速有效地揭煤,以正习高速公路天城坝隧道揭煤工程为背景,分析了水力压裂大范围增加煤层透气性原理与增透效果影响因素,基于水力压裂增透技术建立了多煤层瓦斯隧道揭煤防突技术体系,探讨了以超前探测、初探、精探、区域瓦斯防突及检验、工作面防突及检验、验证揭煤等为核心的揭煤防突流程,优化了瓦斯隧道水力压裂防突技术...     

高压水射流卸压增透瓦斯治理技术研究与应用

为提高石门揭煤区域瓦斯治理钻孔的抽采浓度和抽放量,减少突出煤层预抽时间,基于高压水射流破煤原理,论述了高压水射流冲孔卸压增透的防突机理,阐述了高压水射流冲孔的瓦斯治理效果。结果表明,煤层实施水力冲孔措施后,煤的弹性潜能得到了释放,有效消除激发突出的应力,具有较好的卸压增透效果,提高了抽采瓦斯浓度和抽放量,实现了安全快速的区域消突。本文介绍了高压水射流卸压增透瓦斯治理技术在新集一矿-700 m中央行人暗斜井的应用情况。     

芦岭煤矿突出煤层石门揭煤的实践

根据芦岭煤矿突出危险煤层石门揭煤的实践,针对防突措施技术的演变、发展过程进行了简述,介绍了高瓦斯、高突出矿井石门揭煤、穿煤的安全简易方法。     

金能公司4331煤巷掘进工作面综合防突技术

 金能公司4331工作面为煤与瓦斯突出工作面,地质构造复杂,为了防治4331工作面石门揭煤、煤巷掘进及工作面回采过程中发生煤与瓦斯突出,研究了切实可行的局部综合防突技术,在石门揭煤与煤巷掘进时采用钻屑指标法预测突出危险性,并采取保护层开采、超前排放孔、煤层水力冲孔、预抽钻孔等防突措施以及安装压风自救装置防治突出,措施实施后再进行效果检验和区域验证,直到无突出危险为止。