锦界煤矿综采工作面水力压裂初次放顶矿压显现规律

为消除锦界煤矿综采工作面初采期间需采取强制放顶措施而产生大面积悬顶等一系列安全问题,分析了爆破强制放顶技术的矿压特点,并通过监测水力压裂初次放顶的水压和流量,统计顶板初次垮落特点和工作面支架工作阻力变化,分析了锦界煤矿31111工作面水力压裂初次放顶矿压显现规律。研究表明:水力压裂初次放顶呈现出分层、分次、逐步垮落特点,消除了初采期间顶板大面积一次垮落给工作面造成的危害。初采期间工作面支架来压动载系数降低,有效缓解初次来压对支架造成的冲击载荷。矿压规律及顶板垮落效果显示,水力压裂是一项安全可靠的工作面初次放顶技术。     

综采工作面架后水力压裂初次放顶技术研究

目前水力压裂初次强制放顶技术在煤矿现场已得到了广泛应用,但水力压裂的实施多在工作面开切眼采掘设备安装前完成,在采掘设备安装完成后强制放顶还未曾实施过。以南梁煤矿20203工作面为例,研究提出了综采工作面架后水力压裂初次强制放顶技术,结合现场概况设计了L孔、S孔和A孔3种压裂钻孔,给出了架后实施水力压裂初次放顶工艺,采用封隔器封孔多段充分压裂,压裂后观测到支架前端顶板和锚索均出现淋水现象,水力裂缝向四周发生了横向延伸。压裂完成后,工作面推进过程中直接顶逐步冒落,工作面推进45 m后基本顶发生初次垮落,工作面发生了初次来压,来压期间支架安全阀基本无开启,达到初次放顶预期效果,可为类似条件下水力压裂初次放顶的实施提供参考。     

水力压裂技术在综采工作面初次放顶中的应用

针对寸草塔煤矿22104综采工作面顶板岩层的特点,结合工作面实际情况,从工作面水力压裂钻孔布置设计、与强放效果对比、预裂效果分析等几个方面进行了分析。完成了对顶板岩层的弱化,实现了初采期间直接顶能顺利垮落,减小了工作面老顶初次来压步距,达到了降低初采期间工作面来压强度的目的,为今后综采工作面顺利实施水力压裂初次放顶技术提供了宝贵的经验数据。     

大柳塔煤矿综采工作面水力压裂强制放顶技术探索

井工煤矿综采工作面初采期间顶板管理是一个特殊时期。顶板管理不好会造成采空区悬顶面积较大,容易造成顶板大面积垮落现象,造成设备损坏、危及人身安全等恶性事故。水力压裂强制放顶是一种经济有效的顶板控制技术,可避免爆破控顶的不足。通过研究提出了适合大柳塔煤矿综采工作面水力压裂初次放顶工艺。施工纪录表明,水力压裂强制放顶技术能够使顶板分层、分次逐步垮落,保证初采安全。以期解决煤矿综采工作面顶板初次放顶存在的问题。     

水力压裂技术在综采工作面初放顶板控制中的应用

结合大柳塔煤矿12316综采工作面初采期间使用水力压裂控制顶板的技术研究和应用实践,通过井下试验、现场写实、实践验证相结合的方法,研究了水力压裂对顶板岩层的弱化及初次垮落的作用。结果表明,采用水力压裂控制采空区顶板期间,工作面老顶初次来压步距为36 m,要比强制放顶缩短5 m。更重要的是,采空区顶板初次垮落期间未形成冲击,未对工作面产生影响,实现了工作面初采安全,达到了预期的控顶效果,为今后在大柳塔煤矿其他综采工作面的推广应用提供了实践基础。     

基于水力压裂法的补连塔矿初次放顶技术分析

针对神东补连塔煤矿顶板岩层厚度较大,强度不高,整体性好的基本特征,选取补连塔煤矿22309工作面作为水力压裂试验点,研究水力压裂对顶板岩层的弱化及初次放顶垮落的作用。基于空心包体应变测量技术,实时监测水力压裂工作面上方顶板内部应力状态,分析得到水力压裂工作面顶板压力的变化规律。现场监测表明,水力压裂法降低了顶板来压强度,也减弱了工作面超前支承压力的影响,水力压裂能使顶板及时垮落,其分层分次的特点减小了对采煤工作面的冲击,保证工作面安全回采,是一种有效而可行的采煤工作面初次放顶技术。     

15205工作面水力压裂初次放顶技术研究

针对山西马堡煤矿15205工作面坚硬顶板存在难以垮落的问题,采用水力压裂技术对工作面顶板进行初次放顶。实际应用结果表明,水力压裂可有效弱化坚硬顶板,破坏其完整性,削弱顶板的强度和整体性,使顶板能够分层分次垮落,缩短初次来压和周期来压步距,减小或消除了坚硬顶板对工作面回采的危害。     

综采工作面水力压裂初次放顶技术研究

针对柠条塔煤综采工作面顶板稳定难以垮落,工作面大面积悬顶带来的安全隐患问题,在综采工作面开切眼实施水力压裂初次放顶技术,通过监测水力裂缝扩展、水压变化及顶板垮落效果,分析水力压裂技术在初采期间的控顶效果。结果表明:针对厚而稳定的砂岩顶板,在开切眼处沿工作面推进方向实施水力压裂钻孔,可有效弱化顶板岩层,有利于综采工作面初采期间顶板岩层顺利、安全垮落。根据柠条塔煤矿顶板岩层条件,确定了合理的压裂参数,包括钻孔间距、长度、倾角以及压裂所需压裂,可保证工作面顶板在初采期间分层、分次逐步垮落,未形成强烈冲击,确保了工作面安全初采。     

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。     

综放工作面端头悬顶水力压裂治理技术研究

为解决王家岭煤矿综放工作面端头悬顶难垮问题,依据顶板岩层力学性质和赋存特征,采用数值模拟手段研究综放工作面矿压显现规律,揭示综放工作面端头悬顶机理并提出相应的治理技术。研究结果表明:水力压裂可定向压裂顶板岩层,从而削弱顶板的强度及完整度,使采空区顶板分层分次垮落,缩短初次来压和周期来压步距,端头悬顶面积小于10 m~2,减小甚至消除了坚硬难垮顶板给工作面安全回采带来的威胁。     

深孔预裂爆破与水力压裂技术的工业性对比试验

为解决坚硬难垮顶板的技术难题,采用深孔预裂爆破与水力压裂技术分别进行工作面初次放顶的工业性对比试验。试验结果表明:深孔预裂爆破技术通过强制放顶的爆落煤岩块基本可以充满支架后的采空区,有效减弱顶板初次来压时的动载冲击作用,避免飓风的形成,但安全性较差,易产生大量有毒有害气体;定向水力压裂技术通过优化施工设计可有效弱化工作面顶板岩层,破坏顶板完整性,使得顶板能够在工作面推进过程中分层分次及时垮落,有效减弱顶板来压对工作面支架的冲击。     

石灰岩顶板综采工作面水力压裂放顶技术实践

为了解决石灰岩顶板工作面来压步距大,进、回风隅角悬顶面积大,瓦斯易积聚的问题,通过在工作面切眼和两顺槽布置水力压裂钻孔,对工作面坚硬顶板进行高压致裂弱化顶板,并进行工业试验。结果表明:采用水力压裂治理顶板后,工作面老顶初次来压步距28.5周期来压步距13.8 m,进、回风隅角悬顶面积为4-8m2,坚硬顶板得到有效弱化。     

潞宁煤业3号煤层坚硬顶板水力压裂技术研究与应用

为避免31101工作面回采期间出现悬顶过长的问题,确定在工作面采用水力压裂技术对顶板进行预裂,通过理论分析进行水力压裂裂缝起裂机理的分析,结合工作面顶底板岩层特征,具体进行水力压裂方案的设计,压裂钻孔设计为3类,分别对顶板不同层位进行压裂作业,并在压裂方案实施后进行矿压显现规律分析。结果表明:水力压裂方案实施后,基本顶初次来压步距由55 m缩短为35 m,周期来压步距由20 m缩短为15 m,有效减少了矿压显现。     

水力压裂技术在野川煤矿初次放顶中的应用

针对野川煤矿3^#煤顶板岩层与工作面初采特点,分析顶板岩层水力压裂的分层弱化与初次垮落特点。通过观察基本顶及老顶岩层结构和强度,确定水力压裂钻孔长度和单孔压裂次数。研究结果表明:采用S孔和L孔分别多次压裂方法可有效弱化、分层顶板,顶板分层、分区域、分次及时垮落,保证工作面初采安全;压裂钻孔间距10 m,水压10~20 MPa。与爆破强制放顶方法相比,水力压裂初次放顶法更为安全、环保、健康、友好。     

厚层坚硬顶板定向水力压裂强制放顶技术研究*

针对厚层坚硬顶板工作面初采期间顶板大面积悬空,初次来压步距大,矿压显现强烈,易诱发冲击地压等动力灾害的问题,依据定向水力压裂技术原理,研发了定向水力压裂成套装备,制定了顶板定向压裂施工工艺;结合西部矿区厚层坚硬顶板条件,分析注水压力、压裂层位、钻孔间距等关键参数,开展了3104工作面初采期间定向水力压裂工程实践,并通过实测顶板垮落情况和分析支架阻力,检测了实施效果。结果表明,直接顶初次垮落步距约11 m,初次来压步距平均值为31.8 m,与未处理顶板相比,初次来压步距减少了62.6%,初次来压时,矿压显现较类似工作面大幅减弱,避免了厚层坚硬顶板的大面积悬空,保证了工作面安全回采。     

水力压裂技术在锦界煤矿初次放顶中的应用

针对神东矿区顶板岩层强度不高、厚度较大、稳定性和整体性较好的特点,开展了水力压裂技术在神东矿区初次放顶中的应用研究。根据神东矿区顶板岩层特点和初次放顶存在的问题,选取神东锦界煤矿31405工作面为水力压裂初次放顶试验点,采用岩层结构调研、井下试验及监测相结合的方法,研究了压裂对顶板岩层的弱化及初次垮落的作用。监测结果表明,压裂过程中水压最大为22MPa,最小为8MPa,流量为80L/min。工作面推进约10m后顶板开始分层分次垮落,推进至40m基本顶垮落。工作面初次垮落过程未形成冲击,未对工作面产生影响,实现了工作面初采安全,水力压裂控顶达到了预期效果。     

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。     

高压水力压裂技术在综放工作面初采放顶中的应用

针对12204工作面初采期间老顶来压不及时,采空区出现大面积悬顶,经常出现瓦斯积聚超限且给顶板管理带来极大安全隐患等问题,提出利用高压水力压裂技术方案处理坚硬顶板不及时垮落问题。12204工作面采用高压水力对切眼顶板岩层逐层进行分割、压裂后,破坏了岩层的整体稳定性,使其强度大大降低。采用高压水力压裂技术处理顶板后,工作面初次来压步距比原工作面老顶初次来压步距缩短了36.6m,工作面回采过程中顶板能够实现随采随落。通过理论计算分析和现场实践结果表明,达到了预期效果。     

综放工作面初放期间顶板矿压显现规律分析

以宽沟煤矿E1122综放工作面为工程背景,针对特厚煤层综采放顶煤工作面长度长、顶板坚硬、初次放顶很容易造成大面积悬顶等一系列安全隐患,对特厚煤层综采放顶煤工作面采用三巷超前中深孔预爆破初次放顶方法及关键参数选择进行了设计。该技术方案在顶煤回收、消除顶板大面积来压安全隐患等方面取得预期效果,实现了E1122综放工作面初采期间的安全、高效生产。     

煤矿短壁工作面水力压裂顶板弱化试验

陕西神木某煤矿短壁工作面切眼长度75 m,推采长度240 m,工作面上覆坚硬顶板。针对短壁工作面初采期间采空区顶板冒落不及时这一现象,采用了水力压裂技术对工作面上覆顶板进行有效弱化。通过分析该矿ST5201工作面采用水力压裂弱化顶板的效果,得出深孔水力压裂强制放顶时裂隙扩展半径可达30 m左右,压裂后工作面初次来压步距为20.5 m左右;从回采期间采空区顶板冒落效果,施工期间人工劳动强度、操作安全角度等方面验证了水力压裂对短壁工作面回采期间的安全可靠性,为短壁工作面坚硬顶板治理提供了有效途径。