煤矿井下控制水力压裂煤层增透关键技术及应用

为了减少低透气性煤层瓦斯抽采钻孔工程量和提高瓦斯抽采效率,对低透气性煤层增透理论及技术应用进行了研究,基于煤层控制水力压裂概念,开发了煤矿井下水力压裂数值模拟与优化设计软件,提出了高承压上向孔和近水平孔的封堵方法,形成了压裂水分布范围探测关键技术,并进行现场应用。结果表明,通过定点定向定区域压裂实现了目标区域煤层的增透,控制水力压裂前后相比单孔瓦斯抽采量提高了5倍以上,部分工作面瓦斯抽采钻孔工程量减少了1/3,采掘工作面单产单进大幅提高,煤矿井下控制水力压裂是对常规水力压裂技术的改进和创新,能有效促进目标区域煤层增透、提高瓦斯治理效果。

多点控制水力压裂增透快速消突技术研究及应用

针对单一、低透气性突出煤层消突困难、煤巷掘进速度低的问题,提出了多点控制水力压裂快速消突方法。以鹤壁六矿为试验矿井,通过理论分析多点控制水力压裂煤层破裂过程,结合适用于鹤壁六矿瓦斯地质条件的RFPA^(ZD)-Integrated软件进行水力压裂数值模拟,研究了多点控制水力压裂增透快速消突机理,确定了适合六矿2123回风巷的压裂设备型号及压裂工艺参数。结果表明,多点控制水力压裂效果要优于常规水力压裂,试验工作面实施控制压裂措施后,瓦斯抽采浓度、瓦斯流量和掘进速度均有大幅提高,达到了快速消突的目的。

控制水力压裂技术在瓦斯隧道揭煤中的应用

为解决瓦斯隧道中煤层透气性差所导致的瓦斯预抽工程量大、达标时间长的问题,文章提出了应用控制水力压裂技术来增加瓦斯隧道煤层的透气性,优化了水力压裂压力、流量参数和封孔工艺,并在渝黔铁路新凉风垭瓦斯隧道揭煤中进行了现场应用。结果表明,控制水力压裂有效增加了低透气性煤层透气性,加快了瓦斯抽放效率,相比未实施压裂的相似区域瓦斯预抽达标时间缩短了47%,抽放钻孔工程量降低了42.8%,快速消除了揭煤过程中的瓦斯突出危险。

煤层多点控制水力压裂机理及应用研究

采用理论分析和数值模拟的方法,研究了多点控制水力压裂增透消突的机理,研究发现:控制孔对压裂孔的起裂与扩展具有导向和卸压作用,可以有效控制裂隙发展方向,降低对水力压裂注水泵的设备要求,最后在鹤煤六矿2143下顺槽掘进工作面和2143集中巷进行了现场压裂应用,抽采效果得到明显提高。

低渗煤层控制水力压裂增透技术研究及应用

针对低渗煤层水力压裂存在裂缝扩展范围小、增透效果差和在增透影响范围内容易留下空白带等问题,将控制水力压裂引入低渗煤层水力压裂实践。分析了低渗煤层控制水力压裂增透机理,提出了低渗煤层控制水力压裂增透技术及封孔方法,并在夏店煤矿进行了工程应用。结果表明:控制水力压裂使水力裂缝沿着控制孔的方向扩展延伸并有效增加煤层渗透性;组合式封孔技术封孔效果好、成本低,实现了一孔多用;控制水力压裂技术应用后,煤层渗透率有效增大,钻孔瓦斯抽采纯流量为原始煤层的4.969倍,3117工作面瓦斯预抽效果达标,回采期间回风巷瓦斯浓度始终低于0.5%,实现了工作面的安全高效开采。

西曲矿18402工作面水力压裂技术方案优化

为解决西曲矿8#煤工作面回采期间坚硬顶板难以垮落、初次来压步距大、顶板大面积垮落易引起飓风等问题,以该矿18402工作面为试验点,采用水力压裂顶板控制技术,通过工程类比等方法,优化了技术方案,经过现场实践,初次来压步距减小约10 m,保证了工作面安全高效回采。

MECHANICAL BEHAVIOUR OF MAIN FLOOR FOR WATER INRUSH IN LONGWALL MINING

In this paper a new mechanica1 medel indicating the mechanical behaviour of main floor in longwall mining is proposed. In the medel the unfractured rnain floor is considered as an elasto plastic plate, and the combination of fractured blocks as a voussoir beam. Using the plastic hmit theory of plates, th limit load acting on rnain floor and the position of its largest deformation are gotten. The stability conditions for the key blocks of the voussoir beam are analysed by "S-R" stability theory. The results of the theoretical analysis are important for the study on the water inrush from seam floor.