可控冲击波强化增透技术在林华煤矿高瓦斯低渗透煤层的应用

为解决贵州省林华煤矿高瓦斯低渗透煤层瓦斯抽采效率低的问题,本文采用可控冲击波强化增透技术对9#煤层原始区域进行可控冲击波煤层增透试验,可控冲击波强化增透技术在林华煤矿井下的试验为提高该矿高瓦斯低渗透煤层瓦斯抽采效率提供了工程实践方向。

低渗透煤层机械造穴卸压增透瓦斯抽采技术的应用研究

为解决低渗透煤层瓦斯抽采治理难题,以毛家庄矿8203工作面为工程背景,阐述了机械造穴卸压增透瓦斯抽采技术。在建立机械造穴卸压增透瓦斯抽采计算模型后,研究了钻孔造穴直径、钻孔间距及瓦斯抽采负压等参数对低渗透煤层卸压增透的影响规律。研究表明,钻孔造穴直径越大,煤层卸压增透效果越好,钻孔间距越大,影响范围越大,卸压效果随之降低,瓦斯抽采负压越大,对瓦斯抽采效果越好,但对煤层的卸压效果影响较小。应用此技术进行现场试验,抽采瓦斯效果良好,可为低渗透煤层瓦斯抽采治理提供借鉴。

低渗透煤层钻孔与水力割缝瓦斯排放的实验研究

介绍了特大煤样采用水力割缝提高瓦斯渗透率的实验研究 .实验表明 ,割缝能提高瓦斯的排放量 ;当埋深 4 0 0m时 ,割缝较钻孔的瓦斯排放量提高 2 5 % ;相同埋深的煤层 ,割缝后 ,初期瓦斯排放速度急增 ,为钻孔的 2 0～ 2 5倍 .

水力割缝提高低渗透煤层渗透性实验研究

叙述了在固 -气耦合作用下 ,通过水力割缝释放低渗透煤层的部分有效体积应力 ,增加煤层内的裂缝裂隙数量 ,增大裂缝、裂隙的长度和张开度 ,从而提高低渗透煤层的渗透率的实验研究过程及其结论。

超临界CO_2温变对低渗透煤层孔渗变化的实验研究

为解决我国高瓦斯煤层渗透性差导致瓦斯抽采率低的难题,利用超临界二氧化碳强扩散和溶解增透等独特优点,采用自制三轴渗透实验装置,开展不同温度下超临界二氧化碳作用后煤的宏观增透实验,在宏观增透实验基础上进行煤微观扫描成像实验。结果表明:恒定体积应力和孔隙压力条件下,不同温度超临界二氧化碳作用后,煤的渗透率较增透前提高一个数量级,但在二氧化碳的超临界温度范围内,煤的渗透率随温度增加呈负指数变化规律。超临界二氧化碳作用后,煤微观孔隙率较增透前提高两个数量级,随着温度增加,煤微观孔裂隙的演化速率减慢,孔隙率随温度增加呈负指数变化规律。宏微观实验数据同时表明,煤宏观渗透率随微观孔隙率增加而增大。超临界二氧化碳增透过程中,孔隙压力对低渗透煤层的增透效果起主控作用。

考虑启动压力梯度的低渗透煤层瓦斯渗流耦合模型及应用

低透气性煤层瓦斯低速渗流时具有非Darcy渗流的特征,为揭示非Darcy渗流现象的渗流机理,开展了包含非Darcy渗流现象的瓦斯渗流与煤岩变形耦合作用规律研究。根据低透气性煤层瓦斯渗流特征,考虑启动压力梯度作用下的非Darcy渗流规律,研究游离瓦斯渗流、吸附瓦斯扩散流动机理和煤岩变形等过程,建立含启动压力梯度的渗流耦合模型,并利用该模型开展本煤层预抽钻孔数值模拟研究,结果表明,考虑启动压力梯度的模拟结果更符合低渗透煤层瓦斯运移规律,依据模拟结果布置井下钻孔,工作面预抽钻孔抽采瓦斯量为1.09 m3/t,抽采效果理想。

含水率对低渗透煤层气体渗流影响的实验研究

通过低渗透煤层气体在不同含水率时的渗流实验,可以看出含水率对气体在低渗透煤层中的渗流影响明显。随着含水率的增加,渗透率呈下降趋势,含水率越高,降低趋势越大;随着含水率的增加,气体流量降低,气体渗流阻力越大;含水率越高,启动压力梯度越大,气体滑脱效应越弱。

深部开采低渗透煤层深孔预裂控制爆破增透机理研究

由于地应力的增高,深部煤层开采面临的冲击地压频率和强度均有所增加。那么,如何解决深部开采条件下煤体的透气性和应力集中成为瓦斯治理的首要问题。在矿井中浅部开采过程中,

低渗透煤层转向压裂裂缝扩展规律的扩展有限元模拟研究

为明确煤层定向射孔转向压裂改造过程中裂缝扩展轨迹及其偏转距离的变化规律,基于ABAQUS软件平台,采用扩展有限元法(XFEM)对煤层中的转向压裂过程进行了数值模拟,以沁水盆地南部柿庄区块的煤层为例,研究了射孔方位角、水平地应力差、注液参数(压裂液黏度及排量)对转向压裂过程中裂缝的起裂压力和转向距离的影响规律。结果表明:裂缝起裂压力随射孔方位角与水平地应力差的增加基本呈线性规律增大,随压裂液排量的增大基本呈对数规律升高,压裂液黏度对裂缝起裂压力的影响几乎可以忽略;裂缝转向距离随射孔方位角与压裂液排量的增大基本呈线性规律增大,随水平地应力差与压裂液黏度的增加呈线性规律减小。

低渗透煤层瓦斯损失量测压结果的修正方法

根据煤层瓦斯压力测定原理建立低渗透煤层钻孔中瓦斯的流动模型,结合模型与Klinkenberg效应下低渗透本煤层瓦斯渗流方程,推导出瓦斯损失量的理论计算公式。由以上推论得出瓦斯压力测定结果,得出修正后的瓦斯压力与实测值的相对误差在一个百分点左右,具有较高的实际应用和指导价值。

低渗透煤层顺层孔割缝增透注水抑尘技术研究

为了提高低渗透煤层注水抑尘效果,将高压水力割缝增透技术应用于低渗透煤层顺层长孔注水增透。采用相似模拟试验分析了割缝压力、煤岩硬度及割缝喷嘴孔径对成缝深度的影响规律,并在煤矿井下对割缝增透方式以及顺层孔割缝排渣工艺进行了比较和优化试验,在此基础上对割缝增透注水及抑尘效果进行了验证。研究结果表明:割缝增透技术应用于低渗透煤层顺层长孔注水能有效提高注水及抑尘效果,增透后总注水量为不增透钻孔的1.9倍,煤体最大水分增量为不增透钻孔的1.6倍,有效湿润半径增加了50%以上,湿润半径内总粉尘降尘效率为不增透注水钻孔的2倍以上。

低渗透煤层中气相压裂技术的增透效果研究

文章简要介绍了一种新型煤层增透技术——二氧化碳气相压裂,并通过现场试验测试了试验区域原始煤层与气相压裂后有效抽采半径与钻孔瓦斯抽采量。通过数据分析认为,原始煤层有效抽采半径为58 d达到1.5 m,实施气相压裂后,煤层有效抽采半径为57 d达到3 m,抽采钻孔有效抽采半径有明显增加,并且气相压裂后钻孔瓦斯抽采量提高2倍以上。

双预裂孔爆破在高瓦斯低渗透煤层中的应用研究

以绿塘煤矿601-3工作面开采的6中高瓦斯低渗透煤层为研究对象,将双预裂孔爆破技术应用于高瓦斯低渗透煤层,分析了双预裂孔爆破机理,采用数值模拟方法研究了不同预裂孔间距条件下裂纹扩展规律,考察了双预裂孔爆破对单孔瓦斯流量、单孔瓦斯浓度、煤层透气性系数的影响。研究结果表明:双预裂孔爆破区域爆破后与爆破前相比,平均单孔瓦斯纯流量提高了3. 25倍,单孔瓦斯浓度提高了2. 28倍,煤层透气性系数平均提高2. 15倍,有效提高了瓦斯抽采量,加快了工作面生产速度,保障了矿井采掘安全。

高瓦斯低渗透煤层切槽致裂增透机理及数值模拟研究

为实现高瓦斯低渗透煤层煤与瓦斯安全高效共采的目标,提出煤层切槽致裂增透新技术。理论分析了水力切槽与脉冲水力压裂联合作用于煤体时应力场-损伤场的重构和裂隙网构建效应,建立了煤层内预制切槽导向水压致裂的卸压增透模型,分析了煤层切槽与水压致裂的应力损伤联控机制,获得了切槽煤层水压致裂下的裂纹扩展及渗透率演化规律,实现了切槽卸压场与水压致裂场的有效结合,控制了水力压裂裂隙扩展方向,破除了孔槽周围应力集中圈的瓶颈效应,提高了煤层内整体增透效果。

单一低渗透煤层注水促抽瓦斯效果评价及其应用

为确定合理的煤层注水促抽钻孔注水参数,提高单一低渗透煤层瓦斯抽采效果。对煤层注水促抽瓦斯难易程度进行可拓综合评价,经计算:可拓评价变量特征值为2.65,3#煤层注水促抽瓦斯偏难,注水促抽时需采取相关措施。提出“一注一抽”的注水孔-抽采孔间隔布置实施间歇性高压煤层注水促抽技术,钻孔布置间距5 m,注水压力8 MPa。经试验抽采结果:注水期间,煤层注水促抽以水驱瓦斯作用为主,注水停止后,以水置换解吸瓦斯作用为主,常村煤矿注水驱替促抽瓦斯持续周期为12 d左右,煤层注水后,瓦斯含量、解吸量、初始瓦斯解吸速度均明显降低,煤层注水促抽瓦斯取得较好的效果。

常村煤矿低渗透煤层水力割缝增透技术研究

常村煤矿为高瓦斯矿井,3号煤层渗透性差,为提高3号煤层瓦斯抽采效果,必须对低渗透性煤层采取有效的增透措施。为此,本论文研究3号低渗煤层水力割缝增透技术,确定了现场试验钻孔参数及其布置方式。研究表明：水力割缝增透技术可使瓦斯抽采流量可提高3-3.75倍,高浓度抽放时间延长1.2倍,因此水力割缝增透技术可取得较理想的瓦斯抽排效果。

低渗透煤层注水驱替促抽治理瓦斯技术

为解决单一低渗透煤层瓦斯抽采技术难度大、抽采成本高等问题,以夏店煤矿3116工作面低渗透3~#煤层瓦斯抽采为工程背景,提出注—抽钻孔间隔布置高压注水驱替促抽治理瓦斯技术。通过注水孔和抽采孔间隔布置,利用高压水对煤层瓦斯的驱替作用和水对瓦斯的置换解吸作用,提高相邻抽采孔的瓦斯浓度和瓦斯流量,通过试验结果可知:注水时相邻抽采钻孔煤层瓦斯流量和瓦斯浓度均显著增加,注水后一定时间相邻钻孔瓦斯流量和瓦斯浓度持续增加,注水驱替促抽瓦斯持续周期为10d左右。

低渗透煤层机械造穴增透注水防尘技术研究

为了有效提高低渗透煤层的渗透率和防尘效果,以新元公司31001综采工作面为研究对象,开展了煤层机械造穴后注水技术研究。通过数值模拟分析了机械造穴钻孔周围裂隙和孔隙率变化规律,对机械造穴参数及注水参数进行了优化;在此基础上对综采工作面煤层进行机械造穴增透,分析煤层注水前后煤样水分含量及粉尘含量,并与普通钻孔注水防尘效果进行了对比。结果表明:机械造穴增透注水后煤层水分为普通注水的2.9~3.1倍;增透煤层注水后的呼吸性粉尘与全尘含量的降尘率分别是采用普通注水的1.8~2.5倍和1.9~3.1倍。

注水驱替促抽技术在治理低渗透煤层瓦斯的应用

为了解决单一低渗透煤层瓦斯抽采技术难度大,抽采成本高的问题,以夏店煤矿3116工作面低渗透3~#煤层瓦斯抽采为试验对象,提出注-抽钻孔间隔布置的高压注水驱替促抽治理瓦斯技术。试验结果表明,注水时,相邻抽采钻孔煤层瓦斯流量和瓦斯浓度均显著增加,注水后,一定时间相邻钻孔瓦斯流量和瓦斯浓度持续增加,注水驱替促抽瓦斯持续周期为10 d左右。

注水驱替促抽治理瓦斯技术在低渗透煤层中的应用

为解决单一低渗透煤层瓦斯抽采技术难度大、抽采成本高等问题,以夏庄煤矿3116工作面低渗透3~#煤层瓦斯抽采为背景,提出注-抽钻孔间隔布置高压注水驱替促抽治理瓦斯技术。通过注水孔和抽采孔间隔布置,利用高压水对煤层瓦斯的驱替作用和水对瓦斯的置换解吸作用,提高相邻抽采孔的瓦斯体积分数和瓦斯流量。通过试验可知:注水时相邻抽采钻孔煤层瓦斯流量和体积分数均显著增加,注水一定时间相邻钻孔瓦斯流量和体积分数持续增加,注水驱替促抽瓦斯持续周期为10 d左右。