煤矿井下控制水力压裂煤层增透关键技术及应用 被引量：44

1

作者 郭臣业 沈大富 +2 位作者 张翠兰 王书琪 郭晨 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2015年第2期114-118,122,共6页

为了减少低透气性煤层瓦斯抽采钻孔工程量和提高瓦斯抽采效率,对低透气性煤层增透理论及技术应用进行了研究,基于煤层控制水力压裂概念,开发了煤矿井下水力压裂数值模拟与优化设计软件,提出了高承压上向孔和近水平孔的封堵方法,形成了... 为了减少低透气性煤层瓦斯抽采钻孔工程量和提高瓦斯抽采效率,对低透气性煤层增透理论及技术应用进行了研究,基于煤层控制水力压裂概念,开发了煤矿井下水力压裂数值模拟与优化设计软件,提出了高承压上向孔和近水平孔的封堵方法,形成了压裂水分布范围探测关键技术,并进行现场应用。结果表明,通过定点定向定区域压裂实现了目标区域煤层的增透,控制水力压裂前后相比单孔瓦斯抽采量提高了5倍以上,部分工作面瓦斯抽采钻孔工程量减少了1/3,采掘工作面单产单进大幅提高,煤矿井下控制水力压裂是对常规水力压裂技术的改进和创新,能有效促进目标区域煤层增透、提高瓦斯治理效果。 展开更多

关键词 煤层增透 控制水力压裂 封堵技术 压裂监测

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水力压裂潜在危险及钻爆压抽一体化技术 被引量：11

2

作者 杨威 林柏泉 +3 位作者 翟成 吴海进 李全贵 李贤忠 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2011年第1期36-39,共4页

采用FLAC3D软件分析了水力压裂后的孔隙压力和地应力的分布情况,指出水力压裂导致卸压的同时也产生高孔隙压力和地应力集中。压裂方向的不可控导致孔隙压力和地应力分布混乱,成为新的安全隐患。通过控制爆破技术先产生导向裂隙或弱面,... 采用FLAC3D软件分析了水力压裂后的孔隙压力和地应力的分布情况,指出水力压裂导致卸压的同时也产生高孔隙压力和地应力集中。压裂方向的不可控导致孔隙压力和地应力分布混乱,成为新的安全隐患。通过控制爆破技术先产生导向裂隙或弱面,控制压裂方向,形成钻爆压抽一体化技术,均匀压裂煤岩体,达到整体卸压目的。结合某矿突出实例,得知控制爆破和水力压裂的时空协同关系和钻孔的布置情况直接影响技术使用效果。 展开更多

关键词 控制爆破 水力压裂 钻爆压抽 整体卸压 煤与瓦斯突出

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控制水力压裂技术在瓦斯隧道揭煤中的应用 被引量：5

3

作者 郭臣业 曹佰玉 +3 位作者 邹永宏 周小林 张尚斌 徐涛 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期190-194,202,共6页

为解决瓦斯隧道中煤层透气性差所导致的瓦斯预抽工程量大、达标时间长的问题,文章提出了应用控制水力压裂技术来增加瓦斯隧道煤层的透气性,优化了水力压裂压力、流量参数和封孔工艺,并在渝黔铁路新凉风垭瓦斯隧道揭煤中进行了现场应用... 为解决瓦斯隧道中煤层透气性差所导致的瓦斯预抽工程量大、达标时间长的问题,文章提出了应用控制水力压裂技术来增加瓦斯隧道煤层的透气性,优化了水力压裂压力、流量参数和封孔工艺,并在渝黔铁路新凉风垭瓦斯隧道揭煤中进行了现场应用。结果表明,控制水力压裂有效增加了低透气性煤层透气性,加快了瓦斯抽放效率,相比未实施压裂的相似区域瓦斯预抽达标时间缩短了47%,抽放钻孔工程量降低了42.8%,快速消除了揭煤过程中的瓦斯突出危险。 展开更多

关键词 瓦斯隧道 控制水力压裂 煤层增透 揭煤

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2.5维频率域可控源电磁法水力压裂监测正演模拟

4

作者 余胜红 唐新功 熊治涛 《石油物探》 CSCD 北大核心 2024年第1期238-253,共16页

水力压裂技术在非常规油气资源开采过程中发挥着重要作用,水力压裂监测对指导生产具有重要意义。目前广泛应用的微地震监测不能准确获得水力压裂的有效压裂体积参数,而电磁法对低阻体反应灵敏,可以用来监测裂缝的空间特征和扩展范围。... 水力压裂技术在非常规油气资源开采过程中发挥着重要作用,水力压裂监测对指导生产具有重要意义。目前广泛应用的微地震监测不能准确获得水力压裂的有效压裂体积参数,而电磁法对低阻体反应灵敏,可以用来监测裂缝的空间特征和扩展范围。采用频率域可控源电磁法(CSAMT)对水力压裂模型进行了正演数值模拟,详细推导了2.5维CSAMT有限元计算方程并实现了正演数值算法。通过数值解与解析解的对比,验证了算法的可靠性。分别对发射源靠近井口和发射源远离井口两个水力压裂模型进行了数值模拟。为了考察压裂前、后的相对变化,分别求取了各压裂段与仅含套管时的视电阻率相对差异和相邻两个压裂段的视电阻率相对差异。研究结果表明,随着压裂进程的持续,视电阻率的相对差异曲线的极值会朝着裂缝新生成的方向发生偏移,其移动的范围与裂缝的位置具有良好的对应关系,故可以根据视电阻率的相对差异曲线极值的位置对裂缝进行大致定位。根据对视电阻率残差拟断面图的分析可知,在裂缝所对应的位置处,视电阻率产生了足够大的残差数值,虽然由于场源的影响,异常区域的中心与裂缝的中心位置并不一一对应,而是稍微偏向裂缝远离场源一侧的方向,但是可以根据相邻两个压裂段的视电阻率残差结果对裂缝的位置进行初步定位。研究结果表明,频率域可控源电磁法对于水力压裂的裂缝定位是可行的,可以为水力压裂电磁法动态监测提供理论方法和技术支持。 展开更多

关键词 频率域 可控源电磁法 水力压裂 压裂监测 正演模拟 裂缝

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低渗煤层控制水力压裂增透技术研究及应用

5

作者 李忠群 徐刚 +1 位作者 张天军 张超 《煤》 2019年第10期14-18,共5页

针对低渗煤层水力压裂存在裂缝扩展范围小、增透效果差和在增透影响范围内容易留下空白带等问题,将控制水力压裂引入低渗煤层水力压裂实践。分析了低渗煤层控制水力压裂增透机理,提出了低渗煤层控制水力压裂增透技术及封孔方法,并在夏... 针对低渗煤层水力压裂存在裂缝扩展范围小、增透效果差和在增透影响范围内容易留下空白带等问题,将控制水力压裂引入低渗煤层水力压裂实践。分析了低渗煤层控制水力压裂增透机理,提出了低渗煤层控制水力压裂增透技术及封孔方法,并在夏店煤矿进行了工程应用。结果表明:控制水力压裂使水力裂缝沿着控制孔的方向扩展延伸并有效增加煤层渗透性;组合式封孔技术封孔效果好、成本低,实现了一孔多用;控制水力压裂技术应用后,煤层渗透率有效增大,钻孔瓦斯抽采纯流量为原始煤层的4.969倍,3117工作面瓦斯预抽效果达标,回采期间回风巷瓦斯浓度始终低于0.5%,实现了工作面的安全高效开采。 展开更多

关键词 低渗煤层 控制水力压裂 增透 瓦斯抽采

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基于可控源电磁技术的页岩压裂监测试验——以宜昌地区鄂阳页2HF井为例 被引量：3

6

作者 罗卫锋 胡志方 +3 位作者 王胜建 杨云见 张林 张云枭 《吉林大学学报（地球科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1338-1347,共10页

页岩油气对世界能源格局产生重大影响,是我国能源保障战略性矿产的重要组成部分。水力压裂是页岩油气增储的关键手段,压裂监控是水力压裂效果和安全作业的重要保障措施。可控源电磁法可通过人工大功率发射克服现场噪声的影响,理论上在... 页岩油气对世界能源格局产生重大影响,是我国能源保障战略性矿产的重要组成部分。水力压裂是页岩油气增储的关键手段,压裂监控是水力压裂效果和安全作业的重要保障措施。可控源电磁法可通过人工大功率发射克服现场噪声的影响,理论上在水力压裂监控中具有较好的应用效果,但相关研究非常薄弱。本文基于可控源电磁法原理,通过数值模拟方法建立地电模型,对不同裂缝长度、不同电阻率压裂改造特征进行模拟,并开展现场监测试验。试验结果表明,利用可控源电磁法监测页岩水力压裂是可行、有效的,电场相对振幅、电阻率残差异常强弱与储层改造规模、压裂前后电阻率差异有关。分析掌握页岩水力压裂前后电场相对振幅及电阻率残差的变化规律,可以确定压裂液分布范围、造缝趋势方向,估算储层改造体积。 展开更多

关键词 可控源电磁法 页岩油气 水力压裂 监测

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煤矿巷道围岩卸压技术及应用 被引量：54

7

作者 康红普 姜鹏飞 +1 位作者 冯彦军 赵凯凯 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1-15,共15页

煤矿巷道围岩控制方法主要分为支护加固法和卸压法,卸压法是高应力、强采动巷道围岩控制的有效手段。目前,我国煤矿已形成包括巷道布置法、巷道围岩近场卸压法及远场卸压法在内的巷道围岩卸压技术体系。介绍了巷道卸压法分类及卸压机理... 煤矿巷道围岩控制方法主要分为支护加固法和卸压法,卸压法是高应力、强采动巷道围岩控制的有效手段。目前,我国煤矿已形成包括巷道布置法、巷道围岩近场卸压法及远场卸压法在内的巷道围岩卸压技术体系。介绍了巷道卸压法分类及卸压机理、影响因素和适用条件。巷道布置法的实质是将巷道布置在采空区下方、上方、边缘及采空区内等应力降低区,是首选的、有效的卸压法。巷道围岩近场卸压主要包括切缝、钻孔、爆破及掘卸压巷等方法,卸压机理是在浅部围岩形成一定的变形空间,减小围岩向巷道空间的位移,并将浅部围岩高应力转移到深部。巷道围岩远场卸压法主要有深孔爆破、水力压裂法,通过切断或弱化巷道上方的顶板,减小回采工作面采动对巷道稳定性的影响。近年来,水力压裂技术得到广泛应用,成为回采工作面坚硬顶板弱化、强采动巷道围岩卸压的有效措施。在实例分析中,介绍了区域水力压裂和局部水力压裂卸压技术的应用情况,包括地质与生产条件、压裂设计及卸压效果。最后,分析了巷道卸压法存在的问题,对今后的技术发展进行了展望。 展开更多

关键词 煤矿巷道 围岩控制 卸压法 巷道布置 近场卸压 远场卸压 水力压裂

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控制水力压裂支撑剂返排的玻璃短切纤维增强技术 被引量：28

8

作者 刘伟 张静 +2 位作者 李军 赵力 田永庆 《石油钻采工艺》 CAS CSCD 北大核心 1997年第4期77-80,共4页

介绍了用玻璃短切纤维增强技术（FRP）控制水力压裂支撑剂返排的作用机理，建立了介质塑性滑移机制的细观力学模型，对玻璃短切纤维的性能进行了测试，并对适用于控制支撑剂返排的玻璃短切纤维最佳参数进行了试验评价。

关键词 水力压裂 压裂支撑剂 玻璃纤维 油井

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非常规天然气储层超临界CO2压裂技术基础研究进展 被引量：25

9

作者 孙宝江 王金堂 +2 位作者 孙文超 王志远 孙金声 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期82-91,共10页

非常规天然气(致密气和页岩气)储层一般呈现低孔隙度、低渗透率、低孔喉半径等特征,气流阻力大,对于非常规天然气藏开发,主要采用压裂方式改造储层,提高单井产量和稳产有效期。水力压裂是实现商业开采的常用手段,但水力压裂针对非常规... 非常规天然气(致密气和页岩气)储层一般呈现低孔隙度、低渗透率、低孔喉半径等特征,气流阻力大,对于非常规天然气藏开发,主要采用压裂方式改造储层,提高单井产量和稳产有效期。水力压裂是实现商业开采的常用手段,但水力压裂针对非常规天然气储层存在水敏、储层污染等一系列问题。超临界二氧化碳(SC-CO2)无水压裂可以避免上述问题,是一种潜在的经济有效的压裂新方法,并具有减排优势。针对非常规天然气储层SC-CO2压裂技术进行跟踪调研,介绍非常规天然气储层压裂改造技术应用现状和非常规天然气储层SC-CO2压裂改造基础研究进展,分析SC-CO2压裂非常规天然气储层滤失特性、相态控制技术、SC-CO2压裂液增黏方法和SC-CO2压裂液携带支撑剂跟随性评价技术;提出SC-CO2压裂设备及工艺流程。开展结合现场工艺的SC-CO2压裂相态精确预测、研发不含氟、碳氢类聚合物的SC-CO2压裂液增黏剂体系、优选低密度支撑剂和进行SC-CO2压裂设备防腐、密封和流动保障技术攻关是非常规天然气储层SC-CO2压裂技术最重要的发展方向。 展开更多

关键词 非常规天然气 SC-CO2压裂 滤失规律 相态控制 增黏方法 水力参数

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塔山煤矿坚硬顶板水力压裂裂缝扩展规律研究 被引量：15

10

作者 陈灿 刘贤 肖洪天 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2020年第9期75-80,共6页

基于ABAQUS平台的扩展有限元法(XFEM),对塔山煤矿顶板K3砂岩的水力压裂裂缝扩展进行了数值模拟,分析了不同主应力差、注液速率、压裂液黏度、弹性模量和裂缝间距下的裂缝形态变化。模拟结果显示,主应力差、注液速率、弹性模量和裂缝间... 基于ABAQUS平台的扩展有限元法(XFEM),对塔山煤矿顶板K3砂岩的水力压裂裂缝扩展进行了数值模拟,分析了不同主应力差、注液速率、压裂液黏度、弹性模量和裂缝间距下的裂缝形态变化。模拟结果显示,主应力差、注液速率、弹性模量和裂缝间距对裂缝参数有明显的影响,而黏度无明显影响;当注液速率、弹性模量较大和主应力差较小时,起裂压力增加;当注液速率、黏度较大和主应力差、弹性模量较小时,最大缝宽增大;当注液速率、主应力差和弹性模量较大时,扩展半径增大;随着裂缝间距的增加,后续裂缝所受干扰变小,扩展半径增大。研究结果提供了坚硬顶板水力压裂裂缝的扩展规律,可为塔山煤矿水力压裂的施工与设计提供一定的参考。 展开更多

关键词 顶板控制 水力压裂 裂缝 扩展规律 扩展有限元

原文传递

浅埋深综放工作面矿压显现规律及控制研究 被引量：15

11

作者 杨真 郭瑞瑞 杨永亮 《工矿自动化》 北大核心 2020年第9期44-50,共7页

现有工作面矿压规律研究主要是针对浅埋深大采高工作面矿压规律和顶板结构进行研究,针对浅埋深综放工作面强矿压显现规律和控制技术研究较少。针对该问题,以某煤矿42202工作面为研究背景,采用工作面支架监测和微震监测相结合的实测方法... 现有工作面矿压规律研究主要是针对浅埋深大采高工作面矿压规律和顶板结构进行研究,针对浅埋深综放工作面强矿压显现规律和控制技术研究较少。针对该问题,以某煤矿42202工作面为研究背景,采用工作面支架监测和微震监测相结合的实测方法,研究了工作面的强矿压显现规律:42202工作面的初次来压步距为60 m,周期来压步距为18~26 m,来压时支架动载系数高达1.58,片帮深度达1100 mm,立柱下缩量为50~80 mm,强矿压导致工作面压架,来压时中部压力大、两侧小,表明工作面来压时矿压显现较为剧烈;微震事件主要集中在工作面超前位置及辅运巷,日累计能量与日频次变化趋势基本相同。分析了浅埋深综放工作面的强矿压机理,指出浅埋深综放工作面强矿压显现的主要原因是采场覆岩高位关键层形成的砌体梁结构与低位关键层形成的悬臂梁结构发生联动失稳效应。针对强矿压显现问题,提出了水压致裂的顶板弱化措施,采取水压致裂措施后,支架工作阻力最大值由59.1 MPa下降到50.1 MPa,降低了约15%;深孔最大应力降低了15%,浅孔最大应力降低了32%,表明水压致裂对顶板弱化和减弱巷道围岩应力有较显著作用。 展开更多

关键词 煤炭开采 浅埋深综放工作面 矿压显现 顶板控制 水压致裂

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致密气层控水压裂用纳米乳液的制备及性能评价 被引量：14

12

作者 罗明良 孙涛 +2 位作者 吕子龙 温庆志 孙厚台 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期155-162,共8页

以氨基聚硅氧烷与绿色表面活性剂脂肪酸甲酯磺酸钠(MES)为主要原料,应用正交设计实验优化得到致密气井压裂控水用纳米乳液形成的最佳条件。分析纳米乳液中液滴尺寸分布与致密岩心孔喉的匹配性,考察纳米液滴吸附后对致密岩心表面微观结... 以氨基聚硅氧烷与绿色表面活性剂脂肪酸甲酯磺酸钠(MES)为主要原料,应用正交设计实验优化得到致密气井压裂控水用纳米乳液形成的最佳条件。分析纳米乳液中液滴尺寸分布与致密岩心孔喉的匹配性,考察纳米液滴吸附后对致密岩心表面微观结构与界面性质的影响,评价纳米乳液的耐冲刷与控水性能。结果表明:为形成良好的纳米乳液,应调节氨基聚硅氧烷与水质量比为1∶2,乳化剂MES、正丁醇、氯化钾加量分别为氨基聚硅氧烷质量的40.0%、20.0%、5.0%,乙酸调节p H至6.5;纳米乳液中液滴中值粒径平均为28.5 nm,与致密岩心孔喉尺度匹配良好;随着纳米乳液质量分数的增加,岩心孔隙表面从尖锐的沟槽形貌逐渐转变为均匀、平滑的峰谷结构,润湿性也呈现强疏水性质;纳米乳液耐冲刷性能良好,0.5%的纳米乳液能降低水相相对渗透率超过60%,而对气相渗透率影响较小,说明纳米液滴借助氨基、硅氧键与硅氢键等极性基团通过物理化学吸附作用牢固附着在岩石表面,而分子链中疏水基团硅甲基改变了岩石表面润湿性质,对气/水在致密孔隙裂缝中的渗流产生了较大影响。 展开更多

关键词 正交设计 氨基聚硅氧烷 纳米乳液 控水 压裂 致密气层

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大湾煤矿穿层钻孔水力压裂技术的示范性研究及应用 被引量：12

13

作者 王褀 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2016年第7期155-159,共5页

为提升水矿集团矿井瓦斯防治技术及相应装备水平,积极响应我国煤炭工业"十三五"科技发展规划的号召,在大湾煤矿西井开展了穿层钻孔水力压裂技术现场示范性试验研究,对水力压裂技术应用在黔特有地质条件下的松软低透煤层进行... 为提升水矿集团矿井瓦斯防治技术及相应装备水平,积极响应我国煤炭工业"十三五"科技发展规划的号召,在大湾煤矿西井开展了穿层钻孔水力压裂技术现场示范性试验研究,对水力压裂技术应用在黔特有地质条件下的松软低透煤层进行了试验考察。结果表明:穿层钻孔水力压裂技术能够有效提高煤岩体的透气性和钻孔瓦斯抽采效果,压裂区域的煤层透气性系数增大了18.37倍;压裂影响半径为40 m;单孔瓦斯抽采浓度和抽采纯量分别为45.04%、0.031 m3/min,与原始煤层相比均增加了2倍以上。 展开更多

关键词 瓦斯防治 水力压裂 穿层钻孔 松软低透煤层 瓦斯抽采

原文传递

留巷巷道定向水力压裂卸压机理及试验 被引量：10

14

作者 李武军 付玉凯 +1 位作者 王涛 张占涛 《工矿自动化》 北大核心 2019年第10期74-79,共6页

煤柱上部应力是留巷巷道强烈变形的力源,对于变形严重的留巷巷道围岩控制,采用传统爆破卸压技术存在安全风险较高、污染环境、围岩破坏严重等问题。针对上述问题,提出了留巷巷道定向水力压裂卸压机理,即通过水力裂缝的扩展在顶板岩层中... 煤柱上部应力是留巷巷道强烈变形的力源,对于变形严重的留巷巷道围岩控制,采用传统爆破卸压技术存在安全风险较高、污染环境、围岩破坏严重等问题。针对上述问题,提出了留巷巷道定向水力压裂卸压机理,即通过水力裂缝的扩展在顶板岩层中产生弱结构面,降低顶板岩石的整体强度,在采动应力作用下,使弱化后的坚硬顶板及时破断垮落,降低留巷巷道应力水平。以山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司长平煤矿4312综采工作面为试验地点,确定了定向水力压裂钻孔方案及钻孔布置参数。压裂结果显示:横向切槽深度达5mm,切槽效果良好;进行分段逐次压裂时,随着压裂处距钻孔孔口距离的增加,裂缝扩展所需压力相应增大。对留巷巷道压裂段和未压裂段进行了表面位移、煤柱应力监测,监测结果表明:留巷巷道变形主要以两帮变形为主,压裂段两帮和顶底板平均移近量比未压裂时分别降低约40.79%和69.80%;未压裂段的煤柱应力在接近工作面时出现峰值点,而压裂段的煤柱应力在距离工作面切眼后方200m左右出现峰值点,定向水力压裂转移了煤柱上部应力峰值位置。 展开更多

关键词 留巷巷道 围岩控制 定向水力压裂 卸压机理 煤柱应力

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东滩矿弱化低位关键层治理矿震技术研究 被引量：9

15

作者 曹怀轩 谢华东 +3 位作者 杨欢 王富刚 闫宪洋 张俭 《煤炭工程》 北大核心 2021年第4期71-75,共5页

针对坚硬顶板造成的矿震动力灾害问题,通过理论研究、数据分析等方法分析了东滩煤矿矿震发育特征。依据关键层理论,结合微震探测,确定了关键层位置,探讨了矿震防治技术原理,提出了煤矿井下分段水力压裂弱化减震技术,并开展了工程示范应... 针对坚硬顶板造成的矿震动力灾害问题,通过理论研究、数据分析等方法分析了东滩煤矿矿震发育特征。依据关键层理论,结合微震探测,确定了关键层位置,探讨了矿震防治技术原理,提出了煤矿井下分段水力压裂弱化减震技术,并开展了工程示范应用。结果表明:矿震灾害发生具有周期性,与周期来压呈现协同发生规律特征;矿震致灾能力阈值为5×10^(3)J,致灾矿震多集中发生在距离煤层顶板15.13m的中粒砂岩亚关键层。对该层位进行分段水力压裂弱化治理后,致灾矿震事件日平均发生次数下降了95.45%,常规矿震(能量小于5×10^(3)J)事件的日平均发生次数提高了80.5%。该技术促使关键岩层能量分散释放、均布化,降低了单次矿震能量,安全掩护了工作面回采。 展开更多

关键词 巨厚岩层 关键层 矿震防治 水力压裂

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浅埋深薄基岩煤层连续采煤机开采顶板管理技术研究 被引量：6

16

作者 杜涛 《中国煤炭》 2020年第8期122-127,共6页

针对浅埋深薄基岩煤层条件下连续采煤机开采顶板难以管理的问题,为保障安全高效开采,系统分析了煤柱支护、人工强制放顶、充填开采等顶板管理技术在该开采工艺条件下的技术原理与效果,研究了上述不同顶板管理方式的优缺点,并在张家峁5^-... 针对浅埋深薄基岩煤层条件下连续采煤机开采顶板难以管理的问题,为保障安全高效开采,系统分析了煤柱支护、人工强制放顶、充填开采等顶板管理技术在该开采工艺条件下的技术原理与效果,研究了上述不同顶板管理方式的优缺点,并在张家峁5^-2号煤层残采区联合应用煤柱支护与人工强制放顶技术管理顶板。结果表明,留设煤柱及人工强制放顶方式各有优缺点,在现场应用时根据实际地质条件和开采工艺组合应用不同的顶板管理方式可满足现场需求;连续采煤机充填开采能有效防止顶板大面积垮落,显著提高工作面回采率,同时能减少甚至避免地表沉陷。 展开更多

关键词 浅埋深煤层 连续采煤机 顶板控制 充填开采 水力压裂 卸压爆破

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演马庄矿综合瓦斯治理模式及成套技术 被引量：5

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作者 王尧 王飞 孙章辉 《中州煤炭》 2016年第2期39-42,共4页

演马庄矿开采的二1煤层为单一厚煤层,透气性低,瓦斯含量高,瓦斯涌出量大。以27151工作面瓦斯治理为例,通过顶板岩巷穿层钻孔和顺层钻孔预抽区段和条带煤层瓦斯、回采工作面综合治理瓦斯、瓦斯抽采系统优化,并配套水力冲孔、水力压裂和... 演马庄矿开采的二1煤层为单一厚煤层,透气性低,瓦斯含量高,瓦斯涌出量大。以27151工作面瓦斯治理为例,通过顶板岩巷穿层钻孔和顺层钻孔预抽区段和条带煤层瓦斯、回采工作面综合治理瓦斯、瓦斯抽采系统优化,并配套水力冲孔、水力压裂和深孔预裂爆破等卸压增透措施,全方位、多层次、综合化的瓦斯治理模式,使得控制区域应力得到消除、煤层透气性系数大幅度提高,瓦斯抽放量有大幅度提高,能够有效缩短抽采达标需要的时间,保证了采煤工作面在回采过程中的安全生产。 展开更多

关键词 瓦斯抽采 综合治理 透气性 水力冲孔 水力压裂

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定向长钻孔分段水力压裂技术在 冲击地压防治中的应用 被引量：5

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作者 王泽阳 郑凯歌 +1 位作者 王豪杰 刘昌益 《中国煤炭》 2022年第7期68-78,共11页

为了提高冲击地压矿井防冲工程的卸压效果与效率,针对现有防冲手段无法对工作面进行大面积超前区域治理的现状,提出利用定向长钻孔分段水力压裂技术对工作面坚硬顶板进行超前区域弱化的治理思路。运用能量理论分析了分段水力压裂的卸压... 为了提高冲击地压矿井防冲工程的卸压效果与效率,针对现有防冲手段无法对工作面进行大面积超前区域治理的现状,提出利用定向长钻孔分段水力压裂技术对工作面坚硬顶板进行超前区域弱化的治理思路。运用能量理论分析了分段水力压裂的卸压原理及防冲可行性,建立了水力压裂层位判识方法。利用判识方法确定了工作面上方覆岩硬层位置,覆岩中能量积聚的重点层位及能量释放的集中层位。通过建立多物理场数值计算模型探究了水力压裂形成的孔隙水压力场与钻孔距离的关系,最终确定了压裂钻孔布置层位为煤层顶板以上33 m及73 m,同一层位钻孔间距为75 m。基于上述结果在现场开展了工程应用,并采用煤体应力监测与微震监测对防冲效果进行了验证。结果表明,经过定向长钻孔分段水力压裂后与其他工作面相同区域相比,浅孔应力波动降低65.7%,深孔煤体应力波动降低69.6%;微震事件在空间中的发育范围超前工作面距离减少28.0%,侧向发育距离减少34.9%,最大发育高度减少42.4%;微震事件总能量、事件频次及单刀能量分别降低73%、66%及72%,验证了定向长钻孔分段水力压裂技术在冲击地压防治领域中应用效果显著。 展开更多

关键词 冲击地压 动力灾害 能量理论 区域治理 分段水力压裂 定向长钻孔

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综放工作面上隅角顶板控制的水力压裂技术应用 被引量：4

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作者 张红军 《煤矿开采》 北大核心 2018年第5期54-56,9,共4页

针对赵庄二号井综放工作面上隅角垮落不及时造成瓦斯超限的安全难题,在开展地应力、煤岩体强度及结构全面测试的基础上,基于定向水力压裂技术原理,计算确定了钻孔深度,提出了深孔水力压裂设计方案,并进行了现场井下试验。现场监测表明,... 针对赵庄二号井综放工作面上隅角垮落不及时造成瓦斯超限的安全难题,在开展地应力、煤岩体强度及结构全面测试的基础上,基于定向水力压裂技术原理,计算确定了钻孔深度,提出了深孔水力压裂设计方案,并进行了现场井下试验。现场监测表明,回采工作面推进压裂区范围过程中,上隅角直接顶基本实现随采随冒(特殊区段最大悬顶面积7. 5m2),垮落效果显著,达到了国家安全生产标准化悬顶面积≤10m2要求,从根本上消除了上隅角爆破放顶施工的危险性。顶底板最大移近量275mm,研究成果可为类似采矿条件下水力压裂应用提供经验指导。 展开更多

关键词 综放开采 顶板控制 水力压裂

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基于交错定面射孔的近井筒裂缝扩展规律物理模拟 被引量：4

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作者 王滨 李军 +3 位作者 柳贡慧 李东传 盛勇 颜辉 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1187-1196,共10页

基于对射孔压裂各阶段裂缝发育特点及常规射孔方式的分析,提出了交错定面射孔的思路,采用两种型号射孔弹进行了大型射孔打靶实验,模拟页岩中交错定面射孔过程,分析交错定面射孔条件下近井筒裂缝形态、形成机理以及扩展规律,并讨论近井... 基于对射孔压裂各阶段裂缝发育特点及常规射孔方式的分析,提出了交错定面射孔的思路,采用两种型号射孔弹进行了大型射孔打靶实验,模拟页岩中交错定面射孔过程,分析交错定面射孔条件下近井筒裂缝形态、形成机理以及扩展规律,并讨论近井筒裂缝的人工控制方法。研究表明:①交错定面射孔加强了同一定面内以及相邻定面间射孔的联系,易形成连通裂缝并有序扩展;②射孔时伴随着孔道生成,孔周发育3种微裂缝,分别为Ⅰ型径向微裂缝、Ⅱ型斜交微裂缝和Ⅲ型射孔尖端发散微裂缝,3种裂缝相互连通形成复杂的近井筒裂缝;③不同型号射孔弹采用不同定面夹角和交错角组合时,近井筒裂缝形态和扩展规律不同;④采用交错定面射孔方式,对各定面按照螺旋单向或连续“之”字形等方法进行排布,可促进形成所需的近井筒裂缝,有利于非常规油气储集层及复杂常规油气储集层压裂时对主缝的人工控制。 展开更多

关键词 交错定面射孔 近井筒裂缝 物理模拟 扩展规律 控制方法 页岩 水力压裂

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