煤岩与顶底板岩石力学性质及对煤储层压裂的影响

基于不同地区煤岩及顶、底板岩石样品的力学性质数据,总结了主要岩石类型的力学性质特征,重点对两者力学性质的差异进行了对比研究,分析了决定岩石力学性质的主要控制因素,如岩性、孔隙特征和含水率.以此为基础讨论了两者力学性质差异对煤储层水力压裂的影响.研究表明,岩石的强度随孔隙度的增大而减小;岩石的软化性取决于岩石的矿物组成与孔隙性,水分对不同岩性岩石强度的影响方式和影响程度存在差异.力学性质的差异,影响了煤层中地应力场的分布,使得煤层气井水力压裂表现出与常规储层水力压裂不同的特点.

利用底板岩石钻孔抽采下邻近层卸压瓦斯

汪家寨煤矿斜井40103采煤工作面生产期间瓦斯涌出量大,虽然采取了一些治理措施,但瓦斯浓度仍时有超限。通过在其运输巷施工钻场,钻场内施工底板岩石钻孔抽采下邻近层卸压瓦斯,降低了工作面及回风流的瓦斯涌出量,有效解决了工作面瓦斯浓度超限的问题。

不耦合装药结构下底板岩石松动爆破技术研究

通过刘庄煤矿煤层综采面底板岩石松动爆破现场试验,确定E121105工作面的炮眼均采用水轴向不耦合分段装药结构,反向起爆技术,同时对爆破技术参数(炮眼深度、炮孔装药量、抵抗线、炮眼密集系数和炮孔堵塞等)进行了优化设计,取得了良好的爆破效果。

基于煤层顶底板岩石力学参数的综采技术可行性研究

为给丰阳矿综采机械化方案决策提供科学依据,在2个采区不同区域采集60组顶底板岩石进行单轴压缩试验,获得了二2煤层顶底板岩石力学参数。试验结果表明:二2煤层顶底板4种岩石在单轴压缩过程中应力-应变曲线可分为压密、弹性、屈服和破坏4个阶段。不同区域岩石单轴抗压强度相差较大,同种岩石的弹性模量和抗压强度大致相同;泥岩、砂质泥岩、粉砂岩和砂岩的平均抗压强度分别为29.3、46.5、76.9、108.1 MPa,平均弹性模量分别为7.5、9.6、18.9、23.3 GPa。泥岩为软岩,砂质泥岩为中等坚硬岩石,砂岩(细砂岩)属于坚硬岩石,岩石单轴抗压强度(峰值强度)与弹性模量存在良好线性关系。在二2煤层顶底板岩性普氏系数小于6的泥岩和部分砂质泥岩区域适合综采机械化开采,普氏系数大于6的区域不适合综采机械化开采。

探究底板岩石预抽巷掘进瓦斯治理与安全技术

本文对底板岩石预抽巷掘进深入探究,以瓦斯治理为主体,分析预抽巷掘进过程中存在的问题,以及一些应对的安全技术。

底板岩石渗透率的试验研究

完成了室内岩石渗透试验，对试验结果进行了分析，得到了岩石渗透率的变化规律，并对此作出了解释。

矿井顶底板岩石的分类与局部冒顶事故的防治措施

阐述了矿井采煤工作面顶底板岩石成分的分类和按顶板与煤层相对位置的分类;顶板事故防治中局部冒顶发生前的预兆和局部冒顶事故的防治措施方法等问题。

压裂中顶底板对缝高控制作用的数值模拟研究

裂缝在缝高方向的延伸会导致裂缝有效长度的降低,影响压裂效果;也可能直接穿过水层,造成压裂施工的失败。因此,基于FEPG有限元平台,利用网格开裂技术,开展了煤层气井压裂数值模拟研究,对垂向裂缝起裂、扩展及穿层的全过程进行分析。数值模拟结果表明:煤层气井压裂过程中,控制裂缝是否向隔层扩展主要取决于作业的净压力与隔层水平地应力差之间的关系;与储集层岩石力学性质相比,储集层的地应力剖面是影响裂缝垂向扩展范围的主要因素;T型缝、工型缝等复杂缝是由储集层的岩石力学性质和地应力共同作用的结果。这对于提高现场煤层气井水力压裂的效果具有重要的指导意义。

煤层底板灰岩成分微结构特征分析及注浆加固性质评价

岩石遇水后其内部结构及物理力学参数会发生一定变化,这些变化与水理作用下组成岩石的成分及内部结构的变化是紧密相关的。华北石炭二叠型煤炭底板灰岩的一个显著受力特点是受矿山压力和高承压水双重作用。这种特殊的应力环境使得其强度和变形特征比一般岩石要复杂得多,主要表现在水理长期作用下岩石的矿物成分及与岩石微结构有关的孔隙、裂隙等物理参数发生了显著变化,这种变异最终影响了岩石的强度。基于此,借助现代先进分析测试仪器,通过实验室内成分鉴定和微结构分析,定性研究了水对这些性质的影响,在此基础上对其注浆加固性质和水理软化倾向进行了评价。研究本溪灰岩的成分及不同含水率时的微结构特征,对于合理解释其力学性能的变异及工程性质有重要指导价值。

关于在长巷道中底板岩层突然破裂的机理和条件

记录到在巷道中底板岩石突然破裂有16种类型，并且大多数是发生在掘进平巷、上山和石门等时。研究最多的是在回采工作面发生的底板突然破裂的过程，但是这些研究结果没有涉及到长巷道中的底板突然破裂。顿巴斯国立技术大学对这个课题进行了研究。结果得出，长巷道底板破裂是偶然的周期性过程。在破裂处之间距离同时增大的情况下，其概率随着巷道长度增大而减小。

从抑制承压水再导升进程视角看底板注浆的应用

回采引发的底板岩石卸压效应,使得底板岩石阻水性能发生不均衡损失,导致承压水残余水压增加,从而启动承压水再导升进程并予以维持。底板注浆通过消减底板岩石特定层位、区域的原生结构瑕疵,能够降低承压水再导升的起点和抑制卸压效应的扩散程度。

高强度立体式瓦斯综合抽放技术实践

通过现场观测、研究、分析,结合两年多打钻抽放取得的成功经验,根据开采解放层时瓦斯的不同来源,分别采用顶底板钻场水平钻孔、高抽巷等多种方法,采用大孔径、大密度、大控制面积及长距离钻孔的布孔方式,实现高强度立体式瓦斯抽放,取得了良好效果。

崔庙煤矿二_1煤层穿层钻孔抽放半径测定研究

介绍了崔庙煤矿二1煤底板岩石穿层抽放钻孔预抽瓦斯消突钻孔抽放半径的实验与测定,确定了合理的抽放半径,以指导矿井消突工作。

自燃后煤矸石的XRD定性分析

对西山煤田东北部的杜儿坪矿产生的矸石山上自燃后的煤矸石及其煤层顶底板岩石采用X射线衍射分析(XRD)进行定性分析,发现自燃后的煤矸石不仅矿物种类有所减少,在此过程中还会产生大量有害气体,在回收利用煤矸石时应尽量采取措施(降温或者隔绝空气)减少自燃现象的发生,这样可以提高矿物的回收利用率,煤层顶底板岩石的性质较为稳定,且在自燃中参与度不高。

急倾斜厚煤层中分层开采冲击地压发生机理及防治技术

针对东峡煤矿急倾斜厚煤层分层开采的中分层冲击地压频发问题,采用立体分布的微震监测台网,通过震源空间精准定位方法确定了矿震震源集中于底板岩巷和其分布趋势线与最大水平应力方向垂直的规律,确定中分层冲击地压是由上分层开采引发最小主应力(竖向)减小使强构造应力下底板岩石达到莫尔剪切破坏极限状态引发,进而提出了针对底板岩石的爆破防冲措施。工程实践结果表明:定期采用合理的底板爆破药量,可有效降低震动频次和能量,避免冲击地压的发生。

崔庙煤矿穿层钻孔聚能爆破实验阶段效果分析

介绍了崔庙煤矿11031B后尾抽巷下段穿层钻孔聚能爆破实验与阶段效果分析测定,确定了合理的效果爆破。对11采区及全矿井消突工作具有重要的指导意义。

黔中地区古构造环境对洋水矿区磷矿层的控制作用

贵州开阳洋水矿区东西翼深部矿体经过多年勘查工作,已证实为一特大型磷矿床。在矿区内下磷矿层为主要的赋矿层位,矿体分布存在一定的不均匀性。通过对矿区古构造环境,尤其是通过下磷矿层底板岩石的研究,模拟还原其古地貌,进而对水下古隆起的控矿作用进行深入研究。研究表明:黔中隆起制约着矿体分布;底板岩石(砂岩和含磷白云岩)的厚度与下磷矿层矿体的厚度有高度的相关性;矿区内部存在着由地势起伏导致形成古海水不同水深的沉积环境,水下古隆起周边深水浅水的过渡区域沉积成矿最佳,水体相对较深的区域矿体变薄或缺失;水下古隆起的坡度也影响磷的富集沉积。

定向钻机交叉式弧形钻孔下邻近层抽采方法研究

为了解决下邻近层瓦斯抽采难度较大的难题,考虑VLD-1000型定向钻机调整弯头方向是否能满足下邻近层弧形抽放钻孔的要求,利用底板岩石瓦斯抽采巷及钻场,从而实现施工开采煤层下邻近层瓦斯抽采定向钻机交叉式弧形钻孔,实现回采时的下邻近层瓦斯抽采。通过对下邻近层抽采方法中定向钻机交叉式弧形钻孔单孔抽放量和抽放率预计,得出下邻近层瓦斯抽放率可达80%以上。下邻近层瓦斯抽放方法兼顾了下邻近层回采工作面预抽瓦斯抽采,可大幅降低后续下邻近层开采时瓦斯涌出量,起到了防治煤与瓦斯突出的作用。

减少采区煤柱和三角煤柱损失的措施

近年来国内外都很重视无煤柱开采.煤柱不单是指中间巷道煤柱,它还包括采区煤柱、边界煤柱、保护各类设施而留设的煤柱,以及开切眼后尾部和收尾时未采完的三角煤柱等.目前矿并煤炭回收率低的原因,除了受留设大量的中间巷道煤柱影响外,采区及三角煤柱的影响因素也是不可忽视的.采区煤柱的回收,多年来我矿采取了各种措施,但并不理想.为此我们又从采区布置方式入手,尽量不留或少留煤柱,主要措施如下.

湖北钟祥莲花山矿段第一磷矿层分布的制约因素及找矿意义

湖北钟祥莲花山矿段为大型磷矿床,其第一磷矿层(Ph1)的矿体分布不均匀。通过研究矿层顶底板的岩石,探讨了矿体分布的规律性。研究认为,底板岩石(页岩和含锰白云岩)的厚度与Ph1厚度相关性很高,并严格制约着Ph1的分布,表明在莲花山矿段因沉积时地势的起伏导致古海水深度不同,水体较深的区域一般沉积有含矿层位,水体较浅的区域含矿层变薄甚至缺失。这一规律可指导成矿预测及矿床深边部的找矿工作。