煤层超高压定点水力压裂防冲试验研究

针对国内外没有成熟的区域主动防冲技术的现状,介绍了一种采用超高压定点压裂煤层形成区域性低应力区,从而为快速掘进和回采创造条件的新技术。现场试验在采深1000 m的山东省华丰煤矿进行,采用微地震监测煤岩体破裂、应力动态实时监测系统监测煤岩体应力变化和压力传感器监测管路压力,实现试验全过程监测。试验得到的主要结论如下:1压裂的压力达到24 MPa并持续11 s之后,煤体产生初次破裂,持续13 min后压裂半径达到8 m;2压裂过程中压裂点附近煤体应力动态为:管路加压后距离压裂点9.5 m的煤层内应力值明显升高—煤体产生破裂并产生微震—管路压力骤降—测点应力趋于稳定;3压裂过程中将煤体切割成了近似6.2 m×8.0 m×6.2 m的长方体,同时随着大量水的注入有效降低了煤体的冲击倾向性;4试验证明定点压裂能够实现"转移应力、弱化煤体和降低蓄能"的防冲机理。

煤层掘进工作面超高压定点水力压裂防冲机理研究

针对煤层掘进或回采过程中发生的冲击危险,提出了一种新的卸压防冲措施——超高压定点水力压裂技术。理论研究认为,水力压裂防冲是压裂与注水软化煤层、压裂降能、压裂引起应力转移与应力均化共同作用的结果;压裂降能与压裂注水能显著降低煤层破坏时单位时间内释放的能量,从而降低冲击危险程度;注水软化、应力转移与应力均化是一个相对缓慢的过程,实际应用过程中应提前安排施工时间。华丰煤矿现场试验的成功,表明超高压定点水力压裂能起到预防冲击危险的作用。

煤层超高压定点水力压裂防冲工艺研究

针对煤矿高动压区域掘进巷道过程中缺乏区域化卸压方法的现状,基于煤层注水压裂防冲机理,通过长钻孔控制性压裂工艺研究,提出了煤层超高压定点水力压裂防冲工艺。为检验该技术的可行性,在华丰煤矿进行了现场工业性试验,联合采用微震监测系统、应力动态实时监测系统与管路压力传感器,对试验过程中煤岩体微震破裂事件、煤岩体应力变化情况和管路压力进行了监测分析,证明了该技术能够大幅度降低冲击煤层的危险性。