低透厚煤层穿层水力割缝增透技术试验研究

孟津煤矿为煤与瓦斯突出矿井,主采二1煤层属高瓦斯低透气性松软煤层且不具备开采保护层的条件,瓦斯抽采难度较大,开孔钻进过程会出现夹钻、顶钻、塌孔和喷孔等现象,造成钻孔钻进深度小,抽放及卸压覆盖范围小,从而造成掘进速度慢。提高煤层瓦斯预抽效果的突破点在于扩大煤层瓦斯抽采有效影响半径、钻孔的合理布置参数及方式。因此,抽采钻孔有效影响半径特性的研究对钻孔进行优化设计有很大帮助,进而提高煤层瓦斯抽采率、钻孔冲煤量、缓解采掘接替紧张具有重大意义。

石门揭煤区液态CO_2致裂增透加速消突技术

针对低透气强突出煤层在石门揭煤过程中消突工程量大、作业环节复杂及揭煤周期长等特点,在揭煤前布置的瓦斯抽采孔内实施液态CO_2相变致裂增透卸压技术,经理论计算和现场考察确定4号煤层的增透半径为6 m。该技术在-650运输巷揭穿4号煤层的工作面进行了试验,结果表明:致裂前后,钻孔平均抽采瓦斯浓度从20.2%提升至42.6%,单孔平均日抽采量从1.56 m3/d提升至3.76 m3/d,且近20 d内保持高效抽采,在1个月内完成抽采达标和消突任务,抽采率为48.16%,缩短抽采时间43%;在揭煤区取样测试煤体的残余瓦斯含量平均值为5.41m3/t,反演残余瓦斯压力平均值0.27 MPa,采用钻屑解吸指标法测试钻屑量S最大值4.7 kg/m,钻屑解吸指标△h2最大为140 Pa,所有测值均小于突出临界值;煤层揭穿期间回风流瓦斯浓度仅有4%,实现安全高效快速揭煤。

液态CO_2相变致裂技术在石门揭煤中的应用

为强化低透气煤层揭煤前瓦斯抽采能力,精简作业环节,缩短揭煤周期,采用液态CO_2相变致裂增透技术在-650东运输大巷揭穿4号煤层前进行试验。结果表明:致裂前后,钻孔平均抽采瓦斯浓度从20.2%提升至42.6%,单孔平均日抽采量从1.56 m^3/d提升至3.76 m^3/d,且近20 d内保持高效抽采,在一个月内完成抽采达标和消突任务,抽采率为48.16%,缩短抽采时间43%;在揭煤区取样测试煤体的残余瓦斯含量平均值为5.41 m^3/t,反演残余瓦斯压力平均值为0.27 MPa,煤层揭穿期间回风流瓦斯浓度仅有4%,实现安全、高效、快速揭煤。