超高压水射流割压联合技术试验分析

对比水力开缝与水力压裂卸压增透技术的优劣,提出水力割缝与水力压裂技术联合应用,以达到卸压增透煤层的方法。分析联合卸压增透技术的原理和方法,并实地进行测试。试验结果表明,穿层钻孔实施后采用割压联合卸压增透技术,透气性增透范围沿煤层走向可达55.4~57.1 m,沿煤层倾向可达52.3~58.6 m;煤层透气性系数比原有煤体高26倍,煤层透气性显著改善;穿层钻孔瓦斯平均抽采浓度34.9%,抽采平稳,明显高于一般抽采钻孔;瓦斯抽采纯量平均0.037 5 m^(3)/min,比一般钻孔高3.47倍;用同样的钻孔布置方式,可减少55%的抽采达标时间和31.8%的总时间投入,从而为割压联合卸压增透技术的应用提供理论依据。

割压联合作用下钻孔塑性区范围分布研究

为准确获得超高压水力割缝与水力压裂联合作用下的钻孔塑性区分布规律,基于统一强度理论,考虑煤体塑性软化和中间主应力,建立了钻孔在割压联合作用下的力学模型,推导出钻孔塑性区范围表达式,并通过算例分析了相关参数对钻孔塑性区的影响规律。研究结果表明:采用割压联合技术后,钻孔塑性区半径随着中间主应力系数的增大几乎保持不变,随着软化系数的增大而逐渐减小,随着压裂压力的增大逐渐增大;对比钻孔正常施工和超高压水力割缝情况下,钻孔塑性区半径显著增大。研究成果可为矿井更好地解决低透气性煤层瓦斯抽采治理技术难题提供一定的理论依据。