低渗透性煤层增透技术试验研究

为解决矿井煤层透气性差、瓦斯预抽困难的问题,提出了引进增透技术强化抽采的方法。同时将CO2预裂和深孔爆破预裂引入到绿塘煤矿南二采区S204工作面,通过考察分析,两种增透方式均能有效改善煤层透气性,提高瓦斯抽采效率,但CO2预裂增透效果更加显著,有效影响半径也远大于深孔爆破预裂,可以将CO2预裂增透技术推广运用到矿井其它采掘工作面。     

寺家庄高瓦斯工作面液态CO2预裂增透研究

寺家庄煤矿是阳煤集团的主力矿井,但煤层瓦斯含量高,透气性差。为提高煤层的透气性,增大煤层间瓦斯抽放效率,开发液态CO2预裂增透技术,阐述了在寺家庄矿井进行的3次试验。试验结果显示,液态CO2增透技术对长时间抽采区域的煤层增透和瓦斯置换有明显增强效果;在保证瓦斯开采效率与最少工程量的前提下,抽采钻孔和预裂钻孔的间距应在10~15 m;CO2预裂增透对减轻煤与瓦斯突出现象亦是明显。     

CO_2预裂爆破增透技术在瓦斯抽采中的应用

随着煤矿开采深度的增加和开采速度的提高,矿井瓦斯涌出量不断增大,瓦斯抽采已成为高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井生产过程中必不可少的安全环节。针对高瓦斯低透气性煤层瓦斯抽采的难题,通过在东曲矿28208皮顺掘进工作面应用CO2预裂爆破增透技术,提高了煤层渗透性及瓦斯抽采率,降低了煤层中的瓦斯压力和瓦斯含量,消除了煤与瓦斯突出的危险,经济技术效果显著,可为类似煤层瓦斯抽采提供借鉴。     

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。     

宏发煤矿低渗透性煤层CO2致裂增透技术试验研究

为了研究CO_2致裂增透技术对贵州低渗透煤层瓦斯抽采的影响,以贵州宏发煤矿1903工作面回风巷为研究对象,进行CO_2致裂增透试验研究。研究表明:煤层致裂后,其透气性系数平均为原始煤层的3.05倍,煤层的透气性显著提高;煤层瓦斯平均抽采浓度增大了4.19倍,平均抽采纯量为原始煤层的3.99倍;在钻孔瓦斯抽采率方面,单孔的瓦斯抽采效果提高了2.58~3.92倍;钻孔工作量降低了4倍,抽采达标时间缩短了55d,瓦斯涌出量降低了40%,煤层瓦斯抽采效益显著。CO_2致裂增透技术为解决贵州矿区低透煤层的瓦斯抽采技术难题提供了参考和借鉴。     

CO2气相压裂增透技术在王庄煤矿的应用

针对王庄煤矿540回风大巷一掘进面煤层透气性较差、煤层瓦斯难以抽放的特点,采用CO2高能气体预裂增透技术对该工作面进行了CO2气相压裂增透技术试验。试验结果表明,预裂后防突指标快速下降,工作面响煤炮现象明显减少,工作面割煤循环时间缩短,抽采效果显著提高,抽采效率提高了1倍,单孔平均抽采纯量提高2.4倍,单孔最大抽采纯量提高5.8倍,抽采达标时间明显缩减。     

CO_2增透预裂强化煤层瓦斯抽采的试验研究

采用本煤层瓦斯抽采钻孔CO_2增透预裂技术能够增加煤层透气性,提高抽采率,通过在官地矿的现场试验得出:CO_2增透预裂后各钻孔瓦斯抽采浓度均明显增大,单孔抽采浓度能达到50%以上,大部分预裂钻孔的瓦斯抽采浓度较未预裂钻孔均有大幅提高,随着抽采时间的延长,瓦斯抽采浓度稳定在28%～55%,而邻近未实施CO_2增透预裂的工作面煤层瓦斯抽采浓度在15%～28%.采用CO_2预裂后本煤层瓦斯抽放量比未经预裂的临近工作面明显增大,最大值为1. 501 m~3/min,每日平均抽采量为1. 297 m~3/min,平均单孔抽采量为0. 008 m~3/min;而临近工作面未采取增透预裂措施,相应的数据分别是:1. 119 m~3/min,0. 852 m~3/min,和0. 003 m~3/min.预裂钻孔单孔瓦斯抽采量较未预裂钻孔提高了1. 67倍。     

CO_2深孔预裂增透技术的试验分析研究

为了有效提高高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井的瓦斯抽采量,降低煤矿发生瓦斯事故概率,本文分析研究某煤与瓦斯突出矿井使用CO_2深孔预裂增透技术,在已经抽采瓦斯区域进行増透试验,得出CO_2深孔预裂増透技术能在本煤层瓦斯预抽的基础上提高抽采量。     

高压液态CO_2预裂煤层抽采瓦斯技术应用

针对西山煤电官地矿2#煤层的高瓦斯低透气性现状,采用了液态CO_2预裂技术预裂煤层进行强化抽采,详细分析了液态CO_2预裂煤层机理,并在22613工作面进行了工业试验。结果显示:采用液态CO_2预裂增透技术后,单孔瓦斯平均抽采体积分数由23.1%增至46.8%,增加了1.03倍,单孔瓦斯平均抽采纯量由0.003 m3/min增至0.008 m3/min,增加了1.67倍,在很大程度上缩短了瓦斯预抽时间,节约了瓦斯治理费用,为矿井的安全生产提供了保障。     

CO_2爆破预裂增透试验研究

影响瓦斯抽采效果的主要因素是煤层透气性,为提高瓦斯抽采效果,常村煤矿实施了CO_2爆破预裂增透技术,通过构建ANSYS3D数学模型,研究不同应力下应力波在煤体中的传播范围,分析主裂隙及次生裂隙的发育。现场实践证明,在抽压应力、爆破应力作用下煤层裂隙发育具有明显差异,抽采纯量显著提高,为常村煤矿瓦斯治理提供了指导。     

CO2相变爆破增裂技术在煤巷顺层预抽钻孔中的应用

针对低透气性煤层瓦斯抽采难题,提出CO2相变爆破增裂技术,通过对放置于钻孔中的液态CO2加热造成瞬间气化形成高压膨胀爆破,使煤岩体产生大量裂隙以达到卸压增透目的,提高瓦斯抽采效率,同时降低顶板压力,保障安全掘进。在常村煤矿1213回风顺槽采用CO2相变爆破增裂技术,并对爆破增裂孔及普通抽采孔瓦斯抽采参数进行对比,结果显示增裂孔瓦斯抽采浓度是普通预抽钻孔的1.3倍,瓦斯纯量是普通预抽钻孔的1.5倍,有效提高抽采效率,同时单进水平由每月90 m提高至120 m,为煤巷安全高效掘进创造条件。     

液态CO2相变致裂技术在强化煤层瓦斯抽采中的应用

针对高瓦斯、低渗煤层瓦斯预抽过程中钻孔施工困难、抽采效果不理想等问题,采用液态CO2相变致裂技术,在阳煤五矿8406底抽巷进行穿层钻孔相变致裂试验,实践表明:煤层经两次致裂后,钻孔瓦斯抽采浓度和纯量明显提高,并且瓦斯抽采衰减期得到了延长,卸压增透效果显著,为矿井的安全生产提供了可靠的技术保障。     

漳村矿2306工作面预裂爆破增透预抽钻孔松动半径试验

漳村煤矿为高瓦斯矿井,由于煤层的低透气性导致瓦斯抽采率偏低,造成回采安全隐患,因此在该矿采用深孔控制预裂爆破技术对煤层卸压增透。提出了漳村煤矿2306工作面井下煤层深孔预裂爆破增透工艺,并在现场选取控制孔与爆破孔不同钻孔间距进行爆破试验,研究发现预裂爆破在2306工作面能够起到有效增透作用,瓦斯浓度比未爆破位置煤层最大能提高3倍,抽采纯量最大提高4倍,瓦斯抽采量显著增大,当控制孔与爆破孔间距4 m时瓦斯抽采量最大且衰减最慢,抽采效果最好,因此4 m是漳村矿2306工作面的松动爆破半径。     

被保护层工作面瓦斯预抽技术设计与应用

在高突矿井中开采原始煤层时,因受煤层赋存不稳定、原始瓦斯含量大、开掘巷道原岩应力集中及瓦斯动力显现等条件影响,对巷道施工及煤层开采具有复杂性和危险性,因此,开采保护层工作面并对被保护层工作面进行瓦斯预抽显得至关重要。通过采取深孔预裂爆破、注液态CO2相变致裂、施工顶底板预抽巷穿层钻孔及水力冲孔等技术使煤层增透,促进瓦斯抽采利用,对高瓦斯矿井具有显著抽采效果,提高了矿井生产的综合经济效益。     

CO2预裂增透技术在瓦斯抽采中的研究应用

为了解决煤层瓦斯含量高和渗透性低的难题,结合北杏庄煤业实际地质条件,研究采用CO_2预裂增透技术进行瓦斯抽采。采用CO_2预裂增透技术后,瓦斯抽采纯量明显提高,抽采浓度由10%提高至28%。预裂过程中,液态CO_2气化对钻孔产生冲击震荡—应力波穿透—爆生气体驱动裂纹扩展,达到增透目的。     

低透气性高瓦斯煤层CO2相变致裂强化增透技术

如何提高煤层透气性是低透气性高瓦斯矿井煤与瓦斯安全高效共采的关键.本文基于液态CO_2相变致裂工作原理,分析了爆破煤岩致裂与增透机理.结合陕西蒋家河煤矿ZF201工作面低透气性高瓦斯煤层地质生产条件,进行了爆破钻孔设计,确定了合理爆破有效影响半径等工艺参数.现场试验结果表明,采用液态CO_2爆破致裂增透技术后,提高瓦斯抽采纯量1.71倍,共抽采瓦斯105.4万m3,瓦斯抽采率提高到38.9%,促进了低透气性高瓦斯煤层工作面煤与瓦斯安全高效共采.     

煤巷掘进爆破致裂增透高效消突技术实践

为解决兴发煤矿M16煤层采掘工作面瓦斯抽采周期长的问题,提出采取爆破致裂增透技术,提高矿井瓦斯抽采效率。现场研究表明:当抽采主管路中瓦斯浓度下降到6%时,通过实施二氧化碳爆破致裂增透措施,抽采主管路中瓦斯浓度最大提高到了18%,增加3倍,抽采时间缩短20天,实现安全、高效消突。     

液态CO2相变致裂对抽采有效半径影响的试验研究

针对轿子山煤矿M9煤层渗透率低、瓦斯含量高、压力大等特点,将液态CO_2相变致裂技术应用于本煤层增透工程试验。从多角度探究了CO_2相变致裂增透原理,通过分组对比试验,重点考察致裂孔不同施工顺序、不同装液量对有效抽采半径的影响。结果表明:预抽时间相同时,先施工辅助钻孔致裂时会提供更多的裂隙通道,应力波传播时阻力降低更多,从而使瓦斯抽采有效半径更大;预抽时间90d内致裂孔瓦斯抽采有效半径与装液量呈正相关,预抽时间在90～150d时,在构造应力作用下,钻孔变形大,装液量越多的致裂孔瓦斯抽采有效半径越小;致裂后钻孔瓦斯抽采有效半径是普通孔的3.6～4.2倍,单孔抽采瓦斯纯流量平均增加2.9～5.8倍,瓦斯抽采浓度增加2.3～3.1倍,瓦斯有效预抽时间缩短65%以上。研究结果可为瓦斯抽采钻孔的合理布置提供参考依据。     

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。     

常村煤矿高瓦斯低透气性煤层CO_2致裂增透技术研究

为了解决低透气性煤层瓦斯治理的难题,以常村煤矿23采区胶带运输大巷为工程背景,分析了CO_2致裂增透技术原理,设计了常村煤矿23采区胶带运输大巷CO_2致裂增透技术方案,确定其致裂参数与范围。现场应用结果表明,采用CO_2致裂增透技术后,瓦斯抽采浓度由原来普遍低于40%,在较长时间内维持在40%左右,胶带大巷煤体中的瓦斯含量平均减少了2.37 m~3/t,最高减幅达到42.36%,瓦斯抽采效果明显提高。