顶板水力致裂抽采瓦斯技术研究 被引量：16

1

作者 付江伟 王公忠 +1 位作者 李鹏 于红 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期109-115,共7页

为提高水力压裂技术在瓦斯治理方面的效果,增强适用性,针对本煤层压裂工艺的局限性以及软煤难以改造的现实,采用理论分析和现场试验相结合的方法,探讨顶板水力致裂高效抽采瓦斯机理;根据顶板水力压裂的特点,提出顶板顺层、顶板穿层、顶... 为提高水力压裂技术在瓦斯治理方面的效果,增强适用性,针对本煤层压裂工艺的局限性以及软煤难以改造的现实,采用理论分析和现场试验相结合的方法,探讨顶板水力致裂高效抽采瓦斯机理;根据顶板水力压裂的特点,提出顶板顺层、顶板穿层、顶板多分支等3种水力压裂实施工艺方案,并在生产矿井进行现场试验。研究结果表明,顶板水力致裂增透后,大量瓦斯得以快速解吸,并以最短距离扩散至顶板裂隙"网络系统",然后经岩层抽采钻孔以渗流形式快速产出;经考察,压裂后平均瓦斯流量较压裂前提高了54倍,瓦斯突出效检指标值大幅降低,瓦斯治理效果显著。 展开更多

关键词 顶板 水力致裂 卸压增透 抽采 试验

下载PDF 职称材料

磨料气体射流冲蚀磨损岩石特征分析 被引量：9

2

作者 刘勇 魏建平 +1 位作者 王登科 刘笑天 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期3033-3041,共9页

磨料气体射流在辅助钻孔和卸压增透时,能够避免塌孔,从而提高采出率。明确磨料气体射流破岩特征是推广磨料气体射流应用的重要理论基础。但目前的磨料气体射流冲蚀磨损模型忽略了反射磨料的作用。为此,开展了不同磨料种类和不同靶距条件... 磨料气体射流在辅助钻孔和卸压增透时,能够避免塌孔,从而提高采出率。明确磨料气体射流破岩特征是推广磨料气体射流应用的重要理论基础。但目前的磨料气体射流冲蚀磨损模型忽略了反射磨料的作用。为此,开展了不同磨料种类和不同靶距条件下,磨料气体射流冲蚀灰岩实验,采用电镜扫描冲蚀坑不同区域的冲蚀特征进行分析,结合离散元模型分析磨料在冲蚀灰岩过程中的运动轨迹,明确磨料气体射流冲蚀磨损特征以及反射磨料的作用。得出磨料气体射流冲蚀灰岩时,冲蚀坑的形态大致为倒圆锥形,在冲蚀坑底部存在环形平台,环形平台下面为类球体状的冲蚀坑底部。造成这种冲蚀坑形态的主要原因为磨料气体射流流场结构的特殊性,在磨料气体射流轴心和边界处存在环形区域,环形区域内没有磨料存在。轴心处入射磨料是形成类球体的主要因素,磨料反射后趋向环形区域运动,在反射过程中,扩大了类球体和冲蚀坑直径,并形成了环形平台。类球体底部是以入射磨料的冲击应力波导致岩石破坏,类球体侧面是反射磨料造成的多次塑性变形,环形平台处存在入射磨料导致的塑性变形和反射磨料导致的疲劳破坏,冲蚀坑侧面主要以反射磨料产生疲劳破坏为主。磨料硬度对煤岩体冲蚀磨损诱因和磨损破坏特征没有影响。但较硬磨料冲蚀煤岩表面具有更高的粗糙度,同时具有更高的破岩效率。 展开更多

关键词 磨料气体射流 磨料磨损 破岩 二次冲蚀 反射磨料 卸压增透

下载PDF 职称材料

构造煤层水力造穴卸压增透瓦斯抽采技术体系与应用

3

作者 徐遵玉 《中国矿业》 2023年第8期95-101,共7页

构造煤层具有渗透率低、煤层强度较低、瓦斯含量较高等特点,易出现堵孔、喷孔等现象,直接导致该类煤层瓦斯抽采难度较大。为解决构造煤层低渗透率导致的瓦斯抽采难题,分析了现有煤层增透技术及优缺点,介绍了一种区域性水力造穴卸压增透... 构造煤层具有渗透率低、煤层强度较低、瓦斯含量较高等特点,易出现堵孔、喷孔等现象,直接导致该类煤层瓦斯抽采难度较大。为解决构造煤层低渗透率导致的瓦斯抽采难题,分析了现有煤层增透技术及优缺点,介绍了一种区域性水力造穴卸压增透技术,提出了水力造穴卸压增透瓦斯抽采技术体系,具体包括水力造穴钻冲装备、煤水分离和煤量计量系统、高低负压独立瓦斯抽采系统。以试验采区为工程背景,介绍并分析了现有煤层增透技术及其优缺点,研究提出了区域性水力造穴卸压增透技术,形成了以水力造穴钻冲装备、煤水分离和煤量计量系统、高低负压独立瓦斯抽采系统为主的区域性水力造穴卸压增透技术体系。现场试验等间距7 m、8 m、10 m、12 m以及变间距水力造穴方案,分析不同钻孔直径的抽采效果,对比分析单孔及组孔的瓦斯抽采效果。研究结果表明,采用变间距水力造穴卸压增透技术,有效保障了煤体卸压增透效果,解决“掘进-抽采”不均衡问题,为解决构造煤层低渗透率导致的瓦斯抽采难题提供一种新技术。 展开更多

关键词 构造煤层 水力造穴 卸压增透 瓦斯抽采 现场应用

下载PDF 职称材料

煤层底板穿层钻孔水力冲孔技术的应用及效果考察 被引量：2

4

作者 殷庆超 廉有轩 +1 位作者 王恩营 刘度 《煤》 2015年第8期4-6,44,共4页

采用底抽巷穿层钻孔水力冲孔卸压增透措施,可以有效增强煤层的透气性、扩大抽采半径和提高瓦斯抽采效果。基于水力冲孔卸压增透原理,对郑州矿区振兴二矿突出煤层实施底板穿层水力冲孔,考察水力冲孔前后瓦斯抽放浓度、煤层透气性和瓦斯... 采用底抽巷穿层钻孔水力冲孔卸压增透措施,可以有效增强煤层的透气性、扩大抽采半径和提高瓦斯抽采效果。基于水力冲孔卸压增透原理,对郑州矿区振兴二矿突出煤层实施底板穿层水力冲孔,考察水力冲孔前后瓦斯抽放浓度、煤层透气性和瓦斯流量衰减系数等的变化。试验结果表明:单孔平均瓦斯抽放浓度在水力冲孔后为11.02%,较未采取增透措施时的2.14%,提高了4倍;煤层透气性系数在采取措施后提高了39倍;瓦斯流量衰减系数则减小了近3倍。同时运用压力法测得该矿水力冲孔有效抽放半径为10 m。 展开更多

关键词 穿层钻孔 水力冲孔 卸压增透 压力法

下载PDF 职称材料

高瓦斯矿井底抽巷区域消突技术实践研究

5

作者 张勇 《科技视界》 2014年第26期298-300,共3页

为解决河南大峪沟煤业集团有限责任公司华泰煤矿工作面上隅角瓦斯浓度超限的问题,在12采区12030和12070工作面下部开展底板抽放巷、底板抽放巷穿层钻孔、并对底板抽放巷穿层钻孔进行水力冲孔卸压增透等措施。通过分析底抽巷区域消突工... 为解决河南大峪沟煤业集团有限责任公司华泰煤矿工作面上隅角瓦斯浓度超限的问题,在12采区12030和12070工作面下部开展底板抽放巷、底板抽放巷穿层钻孔、并对底板抽放巷穿层钻孔进行水力冲孔卸压增透等措施。通过分析底抽巷区域消突工程可以从物理力学性质上增大二1煤层的孔隙率、透水性和润湿性。较大程度的提高了瓦斯抽采率,较好的解决了工作面和上隅角瓦斯浓度过大,为多构造突出矿井的安全高效生产提供了实践经验和理论参考。 展开更多

关键词 底板抽放巷 穿层钻孔 水力冲孔 卸压增透 上隅角瓦斯

下载PDF 职称材料

基于水力压裂措施的高突煤层卸压增透技术研究

6

作者 殷飞飞 《能源与节能》 2017年第1期164-165,共2页

以平煤十三矿为试验矿井,对水力压裂增透效果进行现场考察,试验结果表明,压裂孔两侧30 m范围内煤体都受到不同程度的影响,地应力得到释放,压裂后瓦斯抽放浓度和流量得到极大提高,抽放瓦斯浓度提高15倍左右,单位时间抽放纯量提高40多倍,... 以平煤十三矿为试验矿井,对水力压裂增透效果进行现场考察,试验结果表明,压裂孔两侧30 m范围内煤体都受到不同程度的影响,地应力得到释放,压裂后瓦斯抽放浓度和流量得到极大提高,抽放瓦斯浓度提高15倍左右,单位时间抽放纯量提高40多倍,水力压裂效果显著。 展开更多

关键词 水力压裂 数值模拟 突出煤层 卸压增透

下载PDF 职称材料

高地应力条件下高压空气爆破卸压增透技术实验研究 被引量：24

7

作者 吕进国 李守国 +2 位作者 赵洪瑞 谯永刚 唐治 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1115-1128,共14页

为探索高地应力条件下的非常规卸压增透技术,研究了深部矿井高压空气爆破卸压机理,分析了地面与井下气爆致裂煤体的差异性,构建了高地应力条件下高压空气爆破卸压范围的理论计算模型,以丁集煤矿为工程背景,理论计算了气爆致裂煤体的卸... 为探索高地应力条件下的非常规卸压增透技术,研究了深部矿井高压空气爆破卸压机理,分析了地面与井下气爆致裂煤体的差异性,构建了高地应力条件下高压空气爆破卸压范围的理论计算模型,以丁集煤矿为工程背景,理论计算了气爆致裂煤体的卸压范围;详细介绍了高压空气爆破技术与装备,开展了高压空气爆破的地面实验,得到了有、无位移约束2种条件下混凝土试件气爆破坏效果与破坏特征,分析了气爆压缩波反射作用对试件的破坏影响作用;开展了丁集矿的井下现场试验,研究了气爆卸压增透效果,分析了气爆前后钻孔瓦斯流量、瓦斯抽采量、衰减系数与透气性系数的变化特征,结合以往经验类比与理论计算,得到了气爆后卸压增透的最佳范围。研究结果表明:在气爆压力达到60 MPa左右时,有、无位移约束的混凝土试件破坏程度很高,主要呈现出径向断裂特征;在淮南丁集煤矿气爆后的煤层钻孔瓦斯流量是无气爆的6～8倍,瓦斯抽采量是气爆前的4～7倍,透气性系数是未气爆的5～1 050倍,衰减系数是未气爆的0.4倍,气爆的最佳卸压增透半径不超过2 m;首次气爆使爆孔周围煤体的力学性质得到弱化,相当于爆孔周围发生了卸荷效应,在二次气爆与高地应力共同作用下形成了较大的松动破坏范围,从而达到卸压增透目的。 展开更多

关键词 高压空气爆破 卸压增透 高地应力 钻孔瓦斯流量 瓦斯抽采量 透气性系数

下载PDF 职称材料

突出煤层水力冲孔卸压增透效果数值模拟研究 被引量：9

8

作者 肖长河 王春光 +1 位作者 白振峰 霍传录 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2015年第7期147-149,共3页

为了探究水力冲孔技术对突出煤层的卸压增透效果,选取典型的严重突出煤层工作面作为对象,通过分析水力冲孔对煤层增透卸压的作用机理,进而再考虑有效应力及煤体基质收缩综合作用,引起渗透率动态演化的条件下,构建了煤层瓦斯流动的气固... 为了探究水力冲孔技术对突出煤层的卸压增透效果,选取典型的严重突出煤层工作面作为对象,通过分析水力冲孔对煤层增透卸压的作用机理,进而再考虑有效应力及煤体基质收缩综合作用,引起渗透率动态演化的条件下,构建了煤层瓦斯流动的气固耦合模型,利用COMSOL-Multiphysics数值模拟软件对该矿条件下水力冲孔的增透卸压的影响范围进行模拟。得到了不同冲出煤量情况下煤层瓦斯压力及地应力的分布与变化,从而确定了水力冲孔在不同出煤量时的有效半径和影响半径。 展开更多

关键词 水力冲孔 突出煤层 卸压增透 数值模拟

下载PDF 职称材料

顺层长钻孔中压水力割缝增透技术及应用 被引量：6

9

作者 乔伟 《矿业安全与环保》 北大核心 2022年第2期122-126,共5页

为了解决深井高地应力低透气性强突出中硬煤层瓦斯抽采钻孔工程量大、抽采时间长、瓦斯灾害频发的难题,通过对中压水力割缝破煤机制、设备构成、割缝工艺技术流程进行研究,提出煤体顺层长钻孔中压水力割缝卸压增透技术,并在中煤新集二矿... 为了解决深井高地应力低透气性强突出中硬煤层瓦斯抽采钻孔工程量大、抽采时间长、瓦斯灾害频发的难题,通过对中压水力割缝破煤机制、设备构成、割缝工艺技术流程进行研究,提出煤体顺层长钻孔中压水力割缝卸压增透技术,并在中煤新集二矿220108工作面1煤层开展工程实践。结果表明:中压水力割缝增大了煤体内暴露空间体积,割缝等效半径可达到1.25~1.95 m;割缝钻孔瓦斯涌出初速度增大了7.3倍,瓦斯涌出衰减系数降低了73.1%;割缝钻孔抽采瓦斯浓度提高了1.8倍,抽采瓦斯纯流量提高了1.3倍,实现了持久高浓度连续抽采。与未割缝普通钻孔相比,割缝钻孔抽采15、30 d的钻孔抽采半径分别增大34.8%、32.2%,可有效缩短瓦斯抽采达标时间,同时减少了瓦斯治理工程量,能够解决采掘接替失衡难题,实现强突出煤层的安全高效开采。 展开更多

关键词 卸压增透 中压水力割缝 割缝工艺 衰减系数 抽采效果

下载PDF 职称材料

兴峪煤矿高位定向长钻孔瓦斯抽采技术研究 被引量：5

10

作者 刘成军 《山东煤炭科技》 2022年第8期130-132,共3页

为有效解决兴峪煤矿工作面开采时瓦斯含量高的问题,基于15508工作面的实际地层条件,通过理论分析及工程类比的方法,采用高位定向长钻孔对瓦斯进行抽采治理,对高位定向钻孔的施工层位、钻孔深度、钻孔间距等参数进行了设计,对定向钻进装... 为有效解决兴峪煤矿工作面开采时瓦斯含量高的问题,基于15508工作面的实际地层条件,通过理论分析及工程类比的方法,采用高位定向长钻孔对瓦斯进行抽采治理,对高位定向钻孔的施工层位、钻孔深度、钻孔间距等参数进行了设计,对定向钻进装备进行了合理选型。结果表明,高位定向钻孔的掏煤量突破0.5 m^(3)/m,回风巷钻场覆盖范围内的瓦斯含量下降了0.258 m3/t,瓦斯治理效果良好,保障了工作面的生产安全。 展开更多

关键词 采煤工作面 定向钻孔 瓦斯抽采 卸压增透

下载PDF 职称材料

新景矿超远距离保护层开采瓦斯治理技术 被引量：2

11

作者 陈小建 郝智峰 《煤》 2022年第9期5-9,共5页

保护层开采是高瓦斯煤层群安全高效开采的一种行之有效方法。新景矿主采3号､8号､9号､15号煤层,其中3号及8号煤层瓦斯压力大､透气性极低,均具有较强的突出危险性,不宜作为保护层首采层开采。为全面消除新景矿各主采煤层的煤与瓦斯突出危... 保护层开采是高瓦斯煤层群安全高效开采的一种行之有效方法。新景矿主采3号､8号､9号､15号煤层,其中3号及8号煤层瓦斯压力大､透气性极低,均具有较强的突出危险性,不宜作为保护层首采层开采。为全面消除新景矿各主采煤层的煤与瓦斯突出危险性,实现煤层群的安全高效开采,以15号煤层作为超远距离保护层开采,通过现场测量15号煤层芦南区15303工作面开采前后3号､8号及9号被保护层的膨胀变形量､地应力､瓦斯压力以及透气性系数等参数,研究15号煤层作为超远距离保护层开采的卸压增透效果。结果表明15号煤层作为超远距离保护层开采可以极大地增加各可采煤层的透气性,缩短被保护层工作面预抽瓦斯的达标时间,消除了被保护层的煤与瓦斯突出危险性,实现了保护层与被保护层工作面协调开采,大幅度提升了矿井经济和综合效益。 展开更多

关键词 超远距离 下保护层开采 煤与瓦斯突出 卸压增透

下载PDF 职称材料

水力钻割一体化卸压增透技术试验研究

12

作者 高永永 《煤》 2021年第6期1-3,共3页

为获得斜沟煤矿8号煤层超高压水力钻割一体化卸压增透最佳参数,以改善瓦斯抽采效率低下的现状,重点研究了最佳割缝压力、单刀出煤量与割缝时间之间的关系,并分析了瓦斯抽采纯量随时间的变化规律。

关键词 超高压 卸压增透 割缝压力 单刀出煤量 割缝半径

下载PDF 职称材料

低渗透性高瓦斯煤层水力强化抽采技术分析

13

作者 张剑 《煤炭与化工》 CAS 2017年第12期131-132,135,共3页

高瓦斯抽采工作是涉及煤矿安全生产的重要工作,对于低渗透性难抽煤层,常规的瓦斯布孔方式以及抽采参数进行抽采效果不理想。针对这一情况,对煤层透气性现状进行分析,对低渗透性高瓦斯煤层水力强化抽采技术进行探讨。以某煤矿为例,采用... 高瓦斯抽采工作是涉及煤矿安全生产的重要工作,对于低渗透性难抽煤层,常规的瓦斯布孔方式以及抽采参数进行抽采效果不理想。针对这一情况,对煤层透气性现状进行分析,对低渗透性高瓦斯煤层水力强化抽采技术进行探讨。以某煤矿为例,采用水力压裂强化抽采技术后,1号、2号压裂孔的瓦斯抽采量分别由8 L/min增加至78.8 L/min,由14 L/min增加至80.5 L/min,显著提升瓦斯的抽采效率。 展开更多

关键词 瓦斯抽采 水力强化技术 泄压增透

下载PDF 职称材料

基于水力压裂技术的煤层应力试验研究

14

作者 李慧鹏 吴琼 《煤炭与化工》 CAS 2018年第12期103-108,112,共7页

为得到压裂阶段煤层应力与注水压力的规律,通过相似材料模拟试验,在试验室现场还原压裂过程,得到压裂过程中注水压力、煤层应力及煤层裂隙扩展的变化规律。试验结果表明:注水压力的增长和煤体破裂的速度均受地应力影响,地应力越大,注水... 为得到压裂阶段煤层应力与注水压力的规律,通过相似材料模拟试验,在试验室现场还原压裂过程,得到压裂过程中注水压力、煤层应力及煤层裂隙扩展的变化规律。试验结果表明:注水压力的增长和煤体破裂的速度均受地应力影响,地应力越大,注水压力的增长和煤体破裂的速度越慢;距注水孔75 mm为钻孔水力压裂试验的卸压范围,注水后,煤体应力往深部方向转移;裂隙以水力压裂孔为中心开始延伸,卸压范围的裂隙发育分为3个等级,40 mm以内裂隙最大,40～60 mm次之,65～80 mm裂隙最小;调整注水孔的压裂方案后,瓦斯浓度比常规压裂提高20%;钻孔抽采流量比常规压裂提高了40%。 展开更多

关键词 水力压裂 相似模拟试验 卸压增透 应力分布 现场应用

下载PDF 职称材料

近距离煤层煤巷掘进卸压增透效果数值模拟

15

作者 连洪全 何志龙 宋大钊 《江西煤炭科技》 2014年第1期72-75,共4页

结合实际研究了糯东矿近距离煤层群开采时,上部11900瓦斯抽放巷的存在对12001工作面上巷掘进的影响。结果表明:在近距离煤层群开采时,先掘巷道可看作小尺度保护层对邻近煤层的掘进起到卸压增透作用。12001上巷掘进期间,前期11900瓦斯抽... 结合实际研究了糯东矿近距离煤层群开采时,上部11900瓦斯抽放巷的存在对12001工作面上巷掘进的影响。结果表明:在近距离煤层群开采时,先掘巷道可看作小尺度保护层对邻近煤层的掘进起到卸压增透作用。12001上巷掘进期间,前期11900瓦斯抽放巷对其起到了良好的卸压增透作用;后期由于两者距离增大,前者对其掘进影响较小,因此掘进困难。 展开更多

关键词 近距离煤层 巷道掘进 瓦斯 卸压增透 数值模拟

下载PDF 职称材料