疏松砂岩水平井分段压裂分层开采一体化工艺研究

针对疏松砂岩具有高孔、高渗、且强度低、塑性强的特点,裂缝起裂与延伸机理较为复杂,储层非均质性强,裸眼水平井全井段单次压裂起裂位置具有不可控性。压裂充填是为了提高疏松砂岩储层产能,增强低渗层导流能力,解除近井地带污染,实现防砂、增产、调剖和控水等多重目的的有效技术手段。通过对水平井全井段单次压裂和多段压裂的产能模拟对比分析,结果表明,疏松砂岩裸眼水平井分段压裂是可行的、必要的。研制了一套适用于疏松砂岩地质的裸眼水平井分段压裂、分层开采一体化工艺管柱。该工艺管柱通过裸眼封隔器对长水平段进行封隔,每层段设置有双层复合筛管、充填滑套、生产滑套和循环滑套,其中双层筛管基管不打孔。一趟管柱下入即可实现裸眼水平井分段压裂充填防砂作业,且留井管柱保留有分层开采手段,无需后期单独下入分采管柱即可选择性隔离含水、含气储层。该工艺管柱可为海上疏松砂岩储层的高效开采、防砂控水提供新的思路和方向。

特厚煤层分层开采的自燃危险区域演化特征

为有效且准确地判断特厚煤层开采中采空区内气体浓度场、温度场以及流场分布特征,进而确定特厚煤层分层开采的自燃危险区域,以灵泉矿172307工作面为例,采用数值模拟技术手段,以采空区多场耦合机制为基础,构建特厚煤层分层开采的采空区煤自燃数学模型,并结合煤体耗氧速率、放热强度、自燃临界氧气体积分数以及孔隙率和渗透率的分布模型,通过联立求解,得到稳定状态下特厚煤层分层开采的自燃危险区域演化特征。结果表明:在上分层采空区,高氧气体积分数区域和高温区域均主要位于终采线附近以及进、回风巷上部位置,主要漏风区域位于终采线处。在复合采空区内,高氧气体积分数区域主要位于进风侧和回风侧,随着不断往采空区深部移动,氧气体积分数呈现减小的趋势;且在距离采煤工作面的一定距离出现类似“椭圆”的局部高温区。

高瓦斯矿井分层开采工作面瓦斯综合治理技术

为保证工作面安全回采,针对常村煤矿高瓦斯厚煤层分层开采工作面瓦斯治理难度大、制约工作面安全高效回采问题,根据上下分层工作面瓦斯涌出差异性及工作面实际开采情况,提出了上下分层工作面瓦斯综合治理措施,通过现场应用结果分析,采取瓦斯综合治理措施后,上下分层工作面回采期间瓦斯浓度均保持在0.3%以下,工作面回采期间未发生瓦斯超限事故。

分层开采下分层沿空留巷围岩控制技术应用研究

为解决留煤柱巷道易发生应力集中后难以控制的问题,以古汉山矿为背景,采用理论分析、现场试验等方法,提出下分层沿空留巷技术。研究表明,下分层工作面假顶上存在完整且较大的块体结构是导致留巷压力大的主因,为此提出密集钻孔切顶技术,并确定切顶高度、角度、孔间距等参数;采用锚索梁对其顶帮结构加强支护;实施后留巷段顶板下沉356 mm、两帮收缩656 mm,滞后采面110 m后基本不再变形,经简单修复后能满足接替工作面开采要求。

E3403分层开采综放工作面综合防灭火技术

针对山东省充州市大统矿业有限公司杨庄煤矿E3403工作面回采过程中存在自然发火隐患的现状,通过采取压注预测预报、注浆、注防火材料、封堵漏风、施工防火门墙等防火措施有效的保证了工作面回采过程中的防火安全。

高瓦斯矿井分层开采工作面瓦斯综合治理技术

针对新村煤矿高瓦斯厚煤层分层开采工作面,上下分层工作面瓦斯涌出差异性及工作面实际开采情况,提出了上下分层工作面瓦斯综合治理措施。上分层工作面主要采取地面采动井抽采、顺层钻孔预抽、高位钻孔抽采和回风隅角埋管抽采等综合措施来治理工作面煤层和采空区瓦斯;而下分层工作面开采期间煤层瓦斯已大部分从上分层工作面涌出,回采期间只需采取回风隅角埋管抽采措施来解决隅角瓦斯积聚问题。采取瓦斯综合治理措施后,上下分层工作面回采期间回风隅角瓦斯浓度均保持在0.3%以下,工作面回采期间未发生瓦斯超限事故。

分层开采巷道破坏特征与围岩控制技术

我国煤炭资源储量丰富,在大量的开采之后,采集目标已经从浅层逐步走向深层。而在开采深层煤炭的过程中,就需要采矿工人选择合适的采矿技术进行采集,其中分层采矿技术应用广泛,是当前煤矿开采中最常用的技术之一,但该技术也存在一些不足,基于此,对分层开采巷道破坏特征与围岩控制技术进行详细的分析。

厚煤层分层开采采空区自燃“三带”规律及防治研究

针对陕北某矿5101工作面易自燃厚煤层分层开采采空区遗煤自燃危险性大的问题,通过现场监测其上、下分层采空区气体成分变化并进行该工作面煤样的自然发火试验,研究下分层开采时采空区自燃的极限参数及自燃"三带"分布规律。研究表明:下分层回采时,原来为窒息带的上分层采空区以及下分层工作面后的采空区形成了2个自燃"三带",且上分层初次氧化的遗煤经二次氧化自燃危险性会大幅增加,同时采空区自燃危险区域宽度增大了100 m以上,初始CO浓度增长较快。在回采期间采取了注氮、采空区两侧堵漏、注浆等防火技术措施,并进行了效果检验以保证工作面的正常回采。

特厚急倾斜煤层水平分层开采岩层及地表移动机理

以窑街矿区三矿地质条件为原型,采用相似材料模型试验方法,研究了特厚急倾斜煤层水平分层开采岩层移动机理和地表移动规律。结果表明,特厚急倾斜煤层水平分层开采时,浅部开采阶段岩层以应力拱结构控制岩层移动,深部开采阶段岩层以铰接岩梁结构控制岩层移动;根据覆岩破坏形式,将采动岩层移动分为松散岩块区和层状岩层区。揭示了特厚急倾斜煤层水平分层开采具有显著的重复开采和变方向传播的特征;随着工作面自上向下逐层布置回采,地表移动盆地具有向顶板侧扩展和下沉值不断累计的特点,最终形成一个整体的移动盆地。研究结果可为地表及岩层移动预测模型的建立提供依据,从而指导类似条件下煤炭资源的合理开发。

急倾斜特厚煤层水平分层开采矿压特征

运用相似材料模拟、数值模拟、现场实测等研究手段,对急倾斜特厚煤层分层开采的矿压特征进行了研究,初步揭示了急倾斜特厚煤层开采顶板岩层移动的复杂性、周期来压的双重性、陷落区的叠加性和动态性、应力场和位移场的不均衡性等特有规律,分析了巷道支护困难、易底臌、动力冲击等矿压现象的原因.

特厚急倾斜煤层水平分层开采地表移动预计方法

特厚急倾斜煤层水平分层开采具有重复开采、沉陷影响累积的特点,其岩层移动模式和地表移动形态需要建立新的预测模型来描述。在实测分析和相似模型试验的基础上,根据急倾斜煤层开采覆岩与地表的移动的变形机理和传播方向变化特征,建立了基于开采影响传播角变化的特厚煤层水平分层开采地表移动的预计模型,提出了分层充分与非充分开采条件下沉系数与煤厚、采深、煤层倾角的波兹曼拟合关系式,提出了预计参数的确定方法。通过实例验证分析表明,预测模型能较好地反映实际规律,预计参数物理意义明确,易于确定。

分层开采底板岩层移动的现场观测研究

煤层开采会诱发底板岩层的变形和破坏 ,由此导致许多煤矿灾害的发生 ,最引人注目的是底板承压水的突出。对于厚煤层分层开采 ,由于第二分层及以下各分层开采时工作面围岩应力场与第一分层时具有明显不同的特征 ,将导致煤层底板岩层移动呈现不同的规律。介绍了分层开采煤层底板岩层移动的观测方法 ,提供了试验观测数据 ,并给出了分层开采煤层底板岩层的移动变形规律。试验成果对防治底板承压水的突出具有较大的意义。

厚冲积层下厚煤层分层开采提高开采上限的研究

为合理开发煤炭资源,最大限度地提高资源利用率,以鹿洼煤矿首采扩大区为工程背景,运用理论分析和地质勘探等方法,对第四系黏土层厚度和砂层含水性等水文地质条件进行了研究,确定了含水层类型和水体采动等级.在此基础上,预计了"两带"高度,探讨了安全煤岩柱合理尺寸,使开采上限提高了30 m煤柱,解放呆滞煤量73.7万t.

多手段综合分析特厚煤层分层开采覆岩破坏高度

为研究特厚煤层分层开采过程中已采工作面上覆围岩破坏高度,以老虎台矿83002已采工作面为例,分别采用EH-4物理探测、数值模拟和微震监测等多种手段进行分析论证。EH-4探测确定了垮落带和裂隙带位于油页岩层内,高阻区位于绿色页岩和砂砾岩的交界面,F1断层处出现离层空间,数值模拟和微震监测对该结果进行了验证;数值模拟和微震监测综合确定了覆岩破坏高度为400～485 m,为累计采高的6.3～7.5倍。研究成果可对下一分层83003工作面的安全开采进行指导,为类似条件矿井提供借鉴。

陕北保水区地方煤矿分层开采覆岩运移规律模拟研究

通过模拟实验对白鹭煤矿分层开采覆岩运移规律进行了深入研究。研究表明:第1分层开采,顶板岩层仅在切眼和工作面推采结束处各产生1条发育一般的至地表的裂隙,保水开采第1分层可行;第2分层开采,可通过在切眼和工作面推采结束处留设隔离煤柱阻隔贯通至地表竖向间隙的水体实现安全开采;第3分层开采,在开采区域靠切眼和工作面推进结束处,各自2条贯通至地表裂缝间岩层水平间隙发育明显,并与导水裂隙带内裂隙沟通,无论从保水开采还是防治水的需要,都应暂不开采。

缓倾斜中厚矿体分层开采与围岩控制研究

挑水河磷矿缓倾斜中厚矿体开采时,围岩的应力状况严重影响采场顶底板的稳定性。采用条带式分层充填采矿法,通过对充填体的破坏机理进行研究,分析不同充填条带宽度、留空区条带宽度及不同充填灰砂比下采场顶底板、充填条带的应力变形,确定充填开采可降低采场围岩塑性区比例,优化开采参数,提高采场围岩的稳定性;通过计算受支护强度影响下的采场围岩应力分布,确定软弱结构面滑动的极限条件,对滑移区域的位置和范围进行预测,通过加强支护以提高围岩软弱结构面的稳定性。

分层开采注氮置换上分层采空区瓦斯技术研究

针对灵泉矿巨厚煤层下分层综放开采时,上分层泄水巷中的瓦斯极易进入下分层上平巷内的问题,采用从下分层上平巷向泄水巷中打钻孔注氮置换瓦斯的技术措施,通过CFD数值模拟了上分层泄水巷及采空区内的瓦斯运移规律,求出了合理的注氮参数,分析了不同注氮速率、注氮间距时泄水巷内瓦斯浓度的变化。结果表明:注氮参数变化时,瓦斯在泄水巷内的分布规律存在差异性;当钻孔间距为30 m、注氮量为800 m3/h时,置换瓦斯的效果最佳。最终将合理的注氮参数应用于工业现场,下分层开采时不再出现瓦斯超限的现象。

一种新型油井智能分层开采与测试技术

介绍一种油气田开发过程中,油井正常生产状态下,运用井下智能开关器对油井进行分层开采、分层测试、堵水调层及任意层多层合采的工艺技术。该技术主要由智能开关器和智能分层开采及遥控调层工艺两部分组成。分层开采管柱采用丢手方式或整体管柱下入井中,用封隔器将井下各层位封隔,管柱上对应的每一个目的层位安装一套智能开关器,智能开关器能够按照预先设定的时序,或根据地面遥控发送编码指令工作,打开或关闭层位的进液通道,实现油井的分层测试、分层开采、堵水调层及任意层多层合采,同时开关器内置或外挂的压力仪还可获得油层的压力恢复和压力降落曲线。

潞安矿区综放与分层开采岩层移动的相似材料模拟试验研究

本文根据相似理论，对潞安矿区综放与分层开采岩层与地表移动规律进行了相似材料模拟试验研究，获得了岩层与地表移动参数，对指导潞安矿区减小采动损害及保护煤柱留设具有实际应用价值。

分层开采底板岩体渗透性变化的试验研究

华北煤田石炭二叠纪煤系地层底部存在着含水丰富的奥陶纪石灰岩 .开采实践表明 ,一旦煤层与奥灰之间的隔水层内存在地质构造或煤层开采引起底板岩体破坏 ,可能会在煤层和含水层之间形成导水带 ,从而诱发突水 .介绍了分层开采对底板岩石渗透性影响的试验成果 ,并进行了详尽的分析 ,获得了分层开采对煤层底板岩体渗透性的影响规律 .