低透气性煤层多孔同步分段水力压裂增透技术研究

为了提高煤层透气性的增透效率,研究了煤层多孔同步分段水力压裂增透技术,介绍了多孔同步分段水力压裂技术的基本原理,通过实验室测试了高压封孔胶囊的耐压强度及多孔同步分段水力压裂系统的自动控制工艺,结果表明:高压封孔胶囊的最小破坏强度为35 MPa,多孔同步分段水力压裂可通过自动控制系统实时监测每个钻孔的压力数据,实现压裂过程的自动控制。同时在三元煤矿进行了现场工业试验,工业试验表明,3#煤层的起裂压力为23.3~25.4 MPa,当压裂距离为10 m时,压裂孔的裂纹扩展时间为26~38 min,裂纹沟通时间为28~40 min,可有效提高压裂效率。经过多孔同步分段水力压裂增透的煤层,相对于未压裂煤层,在30 d的统计时间内,压裂后的平均瓦斯浓度是未压裂的1.12倍,平均混合流量是未压裂的2.17倍,平均瓦斯纯量是未压裂的2.44倍,能够有效的增加煤层透气性,提高瓦斯抽采效果。

承压水层下多孔同步注浆止水技术

北京地铁某项目基坑基底位于承压水层中,由于受承压水影响,基坑开挖过程中因隔水层厚度不足导致基底出现涌水涌砂现象,需进行注浆止水,选用多孔同步深孔注浆施工技术。即多孔同步向承压水层中注入水泥水玻璃+速凝剂混合液体,瞬间形成固结体,达到改良土层的目的;通过多孔同步注浆,使注浆混合液体达到互相补充咬合的效果,同时将承压水挤排,形成止水帷幕,能有效的解决承压水层下基坑涌水涌砂现象,并对基底进行了加固处理,在节约工期和提高经济效益方面取得了良好效果。为今后类似地层承压水的治理及基底的加固处理提供了宝贵的技术经验。

双护盾TBM掌子面突涌水全断面超前多孔同步钻注堵水技术

双护盾TBM法施工隧洞掌子面发生突涌水,极易造成TBM长时间停机,不仅会降低TBM工作效率,还会恶化TBM工作环境。为解决输水隧洞掌子面突涌水技术难题,依托晋中引黄输水隧洞工程,针对掌子面涌水情况,制定了基于不同涌水量、围岩等级的超前注浆堵水方案分类标准,并提出了全断面多孔同步注浆技术及超前注浆堵水处理方案;通过全断面对称分区孔位钻孔、渐进型式注浆,提高了施工效率,取得了较好的突涌水堵水效果,可为类似工程提供借鉴。

煤体多孔联动控制同步水力压裂技术及工程应用

为提高煤矿井下特别是深部区域常规煤层水力压裂的增透效果和工作效率,提出了煤体多孔联动控制同步水力压裂技术及工艺,建立水力压裂模型模拟分析多孔联动控制同步水力压裂过程,为其现场工业性试验的分段压裂设备选型和工程参数设计提供理论参考。研究表明:多孔联动控制同步压裂在增加煤层透气性、提高瓦斯抽采率上好于全钻孔水力压裂,但所需水量远小于压裂钻孔全段压裂的需水量,因此采用联动控制分段同步压裂,可以在较小的流量下达到同样的或更好的压裂效果,为井下水力压裂设备的小型化创造了条件。多孔联动控制同步水力压裂技术及成套装备系统解决了水力压裂装置密封性、同步性、自动化和集成化难题,为煤矿井下煤层增透的智能化探索出了新的方向。