水力割缝本煤层抽采煤层气应力场数值模拟

我国浅部煤炭资源逐渐开采枯竭，很多煤矿相继进入深部开采作业阶段。针对平顶山十矿深部煤层处在高地应力和高孔隙压力下实际情况，基于ANSYS有限元分析软件对水力割缝技术本煤层卸压抽采煤层气进行了数值模拟研究。分析了水力割缝技术与破煤机理，建立了水力割缝开采深部煤层气平面应变有限元模型，得到了钻井前后、水力割缝前后有限元模型的地应力场变化规律及其影响范围。数值模拟结果表明，水力割缝技术可达到使近井地带充分卸压的目的，应用水力割缝在深部煤层气开采中卸压效果明显。     

水力冲孔消突技术在底板抽采巷的应用

力冲孔消突技术是指利用岩石巷道作为安全屏障,通过向钻孔内注入高强度压力水,采用水力作用压裂、冲刷部分煤体,从而破坏煤层结构,产生裂隙,具有卸压增透效果,提高瓦斯抽采效果,最终达到煤层安全快速消突的目的。结合焦作矿区煤层瓦斯赋存特点,焦作中马村矿利用27021底板抽采岩巷施工穿层钻孔进行水力冲孔试验,消除了下分层煤的突出危险。     

低透气性煤层高压水力压裂增透原理及应用

为解决重庆地区低透气性煤层瓦斯抽采率低的难题,提出煤矿井下高压水力压裂卸压增透新技术。该技术是通过向煤层注入高压压裂液,促使煤层原有裂隙张开．产生次生裂隙,并向深部延深,形成大范围的裂隙贯通网络,能有效增加煤层透气性。重庆某矿井应用该技术后斯抽采浓度提高了17．45倍,瓦斯抽采纯量提高了12．83倍,瓦斯抽采效果显著提高,有效防治了矿井瓦斯灾害发生,确保矿井安全高效生产。     

气爆卸压增透防治井筒揭穿煤层突出的数值模拟研究

爆破震动卸压增透抽采瓦斯是消除井筒揭穿低透气性煤层煤与瓦斯事故的根本措施。采用有限差分数值模拟的方法,研究了气爆冲击震动卸压范围对井筒揭穿煤层卸压增透防突效果的影响。结果表明:当冲击震动卸压范围较小时,井筒揭穿卸压煤层后,煤层无支承压力增高区的出现;当卸压范围较大时,则依次出现支承压力三区,且支承压力增高区的宽度有随卸压范围的增大而增加的趋势;冲击震动卸压存在一临界卸压范围,当卸压范围超过该临界范围时,煤层支承压力曲线由单峰特征转变为内外双峰特征,且外峰值小于内峰值,内峰值还明显小于无卸压和不超过该临界范围卸压范围时支承压力单峰值,还能使支承压力增高区向煤岩体深部转移,显著降低井筒揭穿瓦斯煤层发生煤与瓦斯突出动力灾害发生的频度及强度,为气爆冲击卸压防治井筒揭穿煤层突出的工程应用提供参考。     

底板穿层水力冲孔防喷孔研究

煤与瓦斯突出是一种复杂的动力现象,受各种地质因素和地应力、瓦斯等因素影响。为了有效的防治煤与瓦斯突出事故,我国突出矿井应用了预抽瓦斯、超前排放钻孔、高压注水、深孔控制卸压爆破、松动爆破、水力冲孔等防突措施,其中以穿层钻孔配合水力冲孔运用最为普遍,在煤体卸压、透气性增强、地应力降低等方面取得了良好的效果。但在水力冲孔过程中,煤与瓦斯喷出的现象频发。     

双柳煤矿煤层瓦斯抽采钻孔封孔长度研究

本文在研究煤层巷道周围应力的基础上,对封孔段位置的选择进行了分析,数值模拟表明．在巷道两侧5～8m为应力集中区,应力越大,渗透率越小,煤岩体的透气性越差,为提高钻孔封孔段的密封效果,因此封孔段应该选择在应力集中区即巷道两侧6m左右位置。另外,工程实践表明,根据双柳煤矿在33414运巷大量抽采试验钻孔封孔效果,3＋4煤层抽采钻孔最适封孔长度定为8～10m,同时该采区煤层瓦斯及地质情况在本井田及离柳矿区具有一定的代表性,因此对于指导相似条件下煤层瓦斯抽采封孔有一定的参考意义。     

本煤层高压注水在综采面的应用

针对平岗煤矿1202综采面煤层透气性低、瓦斯含量大、瓦斯压力大、落煤时生尘量大、本层钻孔抽采效果不佳的情况,可通过采用本煤层高压注水的方法,将煤体压裂,增加煤层透气性,从而使本层瓦斯抽放效果有了显著提高,有效的解决了煤层透气性差,抽采本煤层瓦斯效果不好的问题。     

低透气性煤层双孔预裂爆破增透数值模拟

煤层深孔预裂爆破增透技术可以有效解决低透气性煤层瓦斯难抽采问题,通过研究不同爆破方法对煤体破坏范围的影响进而确定合理的爆孔半径对提高瓦斯抽采率具有重要的意义。以潞安矿区漳村煤矿3#煤层为研究对象,采用数值模拟的研究方法研究了双孔连续爆破应力波的传播过程及对煤层影响的范围。研究结果表明:单孔爆破模型应力波的传播特性以及爆破影响范围与双孔爆破模型存在明显差异,双孔爆破应力叠加破坏煤体的范围要远于单孔爆破对煤体的影响;通过钻孔间距为5 m、8 m和10 m的两孔连续起爆模拟结果比较,确定漳村煤矿3#煤层预裂爆破两爆破孔的合理间距为8 m。     

KFS98-65型高压水射流煤层割缝形成装置在金河煤矿瓦斯抽放中的应用

针对金河煤矿主采煤层瓦斯含量大、透气性差的特点,利用穿层钻孔实施高压水射流煤层割缝增透技术,实施后CH4平均抽放浓度增幅为30.57%,CO2平均抽放浓度增幅为23.85%,单孔瓦斯抽放流量平均提高104.02%,总抽放量增幅为3.79倍,效果非常明显。本技术为不具备保护层开采条件的地质构造复杂区域、保护不充分区域、石门揭煤等方面的消突工作提供了一定的借鉴。     

开采煤层顶板环形裂隙圈内走向长钻孔法抽放瓦斯研究

开采煤层工作面的瓦斯主要来源于该煤层、采空区和邻近层的卸压解吸瓦斯。由于煤层松软，顺层钻孔施工难，不便钻孔抽放瓦斯。若对采空区实施大面积抽放，工程难度大，而且抽不出高浓度瓦斯。因此，寻找瓦斯运移的裂隙通道和瓦斯富集区，实施有效的瓦斯抽放工程是实现高效瓦斯抽放的技术关键。采用实验室相似材料试验、数值模拟计算和工业性试验研究方法，研究寻找采场上覆岩层中环形裂隙圈形成机理和位置，把抽放钻孔布置在环形裂隙圈内，进行“环形裂隙圈内走向长钻孔法”瓦斯抽放。这种瓦斯抽放技术使低透气性高瓦斯煤层的开采和瓦斯抽放分层区进行     

纤维混凝土衬砌抗震性能模型试验研究

三峡库区秭归县医院楼群包括10座不同高度、不同布置形式、同样砖结构的楼房,经预处理后成为15座独立的建筑物。采用控制爆破方法一次起爆将这些建筑物拆除。文中以住院部大楼的拆除为例,介绍了爆破方案和参数的确定,起爆网络设计以及施工的基本情况。爆破取得了良好效果。     

切缝药包定向断裂控制爆破研究综述

通过切缝药包定向断裂控制爆破的爆破机理、影响因素的研究现状,得出爆破参数的合理取值范围;由此技术的发展和工程应用的研究现状,得出切缝药包定向断裂控制爆破技术提高了爆破效果,减少了工程造价,增加了围岩的稳定性;最后对切缝药包定向断裂控制爆破的研究方向提出了几点建议.     

薄煤层采煤机振动特性研究

为研究复杂煤层赋存条件下薄煤层采煤机的振动特性,根据多体拓扑结构建立采煤机刚柔耦合模型,通过仿真得到采煤机在截割含夹矸韧性煤工况下前后滚筒受到冲击载荷作用时的动态特性。基于子结构模态综合方式(CMS)的振动疲劳分析方法,进行危险点动应力与模态振动的相关性分析,发现牵引部壳体在实际工作过程中产生具有3阶垂向弯曲模态特征的弹性振动;以不同测试点加速度频域响应为依据,分析采煤机振动对其电控系统以及液压系统的影响,判断测试点加速度与模态振动的相关性,同时确定出牵引部柔性壳体的高动应力区域及其结构疲劳性质。分析结果为薄煤层采煤机的优化设计、后续测试、安全性评价提供了重要的参考。     

山西沁水盆地柿庄北区块3#煤层注入埋藏CO2提高煤层气采收率试验和评价

对沁水盆地南部柿庄北区块进行了深煤层注入地质和工程评价,认为柿庄北区块适合进行深煤层注入CO2开采煤层气技术的应用;通过SX-001井的微型先导性试验,对SX-001井的注入前后产气量与产水量、气体成分变化和井底压力变化规律进行了总结。通过现场试验,注入CO2后SX-001井的产气量是注入前的2.45倍;在小于煤岩破裂压力的条件下,每天注入20 t的CO2能够实现顺利注入,并且压力上升速度较慢;注入CO2后,煤岩发生膨胀,局部煤层的渗透率降低,排采一段时间后恢复;在目的煤层中注入的CO2的影响范围内,烃类气体总的置换效率达到14.18 cm3/g。该试验成果证明柿庄北区块通过注入CO2开采煤层气实现了CO2的埋藏,提高了煤层气井的采收率。     

有关间接法预测煤层气含量的讨论

对间接法预测煤层气（甲烷）含量有关的煤层气在煤中赋存状态、煤层气在煤中吸附模型及其相互之间的联系、煤层中游离煤层气及其含量相关计算所需的参数进行了分析讨论，并提出了相应的建议。     

切缝药包爆破裂纹扩展机理研究

基于爆炸力学、断裂力学理论,对切缝药包爆破中的切缝的产生及裂纹起裂、扩展进行了研究。通过实验室模型试验研究切缝外壳参数、不耦合系数对裂纹定向扩展的影响,现场初步试验验证了爆破参数设计的合理性。最后提出了该技术在工程实践中仍存在的问题。     

附加载荷下介质爆破特性的全息动光弹试验研究

冬瓜山矿的矿体埋深大 ,因而存在高应力 ,并且各向应力不均衡。为了指导将来冬瓜山矿的爆破优化工作 ,利用自行改造的加载设备和动光弹模拟试验装置 ,研究了不同高应力条件下的介质爆破特性。研究表明 ,介质在高应力条件下其强度有所增大 ,因此爆破时应适当增加炸药单耗     

沁水盆地煤层气井网开采数值模拟

井网开采技术与其它增产强化措施结合可有效提高煤层气产量,而选择合理的井间距对井网开采具有重要意义。考虑煤基质收缩对储层物性参数的影响,并结合沁水盆地某区具体的地质条件、压裂裂缝监测资料以及煤储层条件,进行了煤层气井网开采模拟预测,建议下一步在该区进行滚动开发时,开发井网井间距应缩小为300m×300m,该井间距下井网开采16.5年时预测的煤层气采收率为56.46%。     

煤矿深孔预裂爆破技术应用研究

为解决较厚坚硬煤层的瓦斯突出和回采率低的问题,采用深孔预裂爆破的方法增加其透气性,并利用煤层松动产生的局部应力突变增加落煤量。根据爆破理论计算了爆破参数,确定了爆炸作用的裂隙范围。实践表明,煤层瓦斯含量降低,提高了回采率,试验与理论基本一致。