水力割缝封孔提高瓦斯抽采浓度试验研究

为了解决顺层钻孔封孔漏气及瓦斯抽采浓度低问题,提出了割缝封孔提浓方法,开展了超高压水力割缝卸压增透、钻孔合理封孔深度及割缝位置研究,通过理论分析、数值模拟、钻孔排渣量考察,确定了封孔位置和割缝深度。在此基础上,开展了现场试验研究,考察了钻孔瓦斯抽采浓度、抽采瓦斯纯量等,结果表明:采用割缝带压封孔工艺,相较于传统“两堵一注”封孔方式,钻孔平均瓦斯抽采浓度提升1.77~2.14倍。在孔口割缝封孔工艺基础上,对煤层进行超高压水力割缝,钻孔平均抽采浓度70.7%,抽采纯量为割缝前钻孔的3.96倍。割缝封孔提浓作为一种新的提高瓦斯抽采效率的技术途径,具有借鉴意义。

割缝数量影响下穿层瓦斯抽采钻孔注浆后裂隙扩展研究

为解决煤矿瓦斯抽采难题,提高瓦斯抽采钻孔封孔效果,探究瓦斯抽采钻孔注浆封孔后岩石注浆体受割缝影响的力学性质劣化及裂隙扩展规律,开展岩石注浆体的工业CT扫描及三轴压缩试验,全面分析割缝对岩石注浆体力学性质的劣化作用和岩石注浆体受载破坏后的裂隙扩展规律。研究结果表明:三轴应力条件下,岩石注浆体试样破坏后,二维裂隙率和分形维数随割缝数量线性增加,并在割缝位置附近达到峰值,这表明钻孔割缝对岩石注浆体的裂隙扩展具有导向作用,且割缝数量为1时试样裂隙分布范围最小;试样在受载破坏后三维裂隙率和分形维数随割缝数量线性增加,欧拉数则随割缝数量呈现出线性减小的趋势,这表明钻孔割缝会改善裂隙连通性,使得裂隙网络趋于复杂;同时,4种不同割缝数量的岩石注浆体试样的抗压强度随割缝数量的增加而减小,但其渗透率随割缝条数的增加而减小,综合考虑选取1~2条割缝较为合理,并经现场试验验证了割缝注浆封隔一体化技术的合理性。