煤层定向压裂软化技术应用——以柠条塔煤矿为例

坚硬煤层通常来说具有硬度高、结构致密、渗水性较差等特点,而开采坚硬煤层存在推采效率低、截齿损耗大、煤尘浓度大等问题。为降低煤体硬度,破坏内部结构,减弱煤尘飞扬,采用千米定向钻施工钻孔,利用高压泵将水注入煤层,通过水力压裂使煤体软化,从而达到改善工作面作业环境的效果。以柠条塔煤矿S1206工作面为研究对象,在工作面切眼向回撤通道方向350 m范围内布置16个深度350 m、间距20 m的钻孔,下入高压封孔器,采用每3 m压裂1次的后退式压裂方式进行煤层软化。结果显示,该技术施工难度小,施工效率高,能够使推采效率提高17%,截齿损耗率减少109%,同时煤尘也能得到一定的抑制。

煤层注水软化工艺基础试验分析

以小红沟煤矿煤层为取样煤层,对煤样进行了含水率、吸水率和空隙率测定,并通过超声波试验和单轴抗压试验,分析了该矿煤样的水力学特性、在水作用下的力学性质变化以及在不同含水率下的破坏状态。上述试验得出的煤层力学参数,可为煤层注水软化工艺研究提供基础数据。

注水法软化煤层在梅河一井综放中的应用

为了降低综放工作面粉尘体积分数,采用煤层注水的方法对梅河一井综采放顶工作面煤层进行降尘,结果表明:通过合理的选择煤层注水钻孔施工工艺,优化煤层注水参数,减少影响煤层注水效果的因素,加强煤层注水的日常管理,使水从煤体的裂隙和孔隙中挤走大量的游离沼气,延迟了瓦斯解吸释放的时间,降低了煤层开采时的瓦斯涌出量及上隅角瓦斯体积分数,杜绝了瓦斯超限现象。另外,在高瓦斯矿井煤层注水能使煤质变软,增加塑性,从而减少冲击,降低煤与沼气突出次数。实践证明:是煤层注水是一种行之有效的方法,为其他采区的综放工作提供了先进的方式和经验。

π放工作面高压注水预裂软化煤层技术

目前,π放工艺在鹤岗矿业集团得到广泛推广,但其放煤问题急待解决。其回采率高与低直接影响全局效益问题。利用高压碎煤、预裂技术能有效地解决该问题,其原理是用高压水破坏煤体的完整性,使高压水充溢煤体的裂隙,使其预裂,破碎,从而提高煤体的可放性。

煤层高压注水在综采放顶煤工作面的应用

在中硬煤层中实施放顶煤开采时,对煤层打钻进行高压注水,软化煤质后回采率明显提高。文章对煤层高压注水前后的回采率对比,以及对如何打钻和注水时间的确定进行了阐述。

关于煤矿煤层注水软化试验的见解

本课题研究的是急倾斜煤层的注水工艺,由于煤层层理方向也是急倾斜的,这就涉及到所注水会直接沿着煤层层理向下流动,从而不能有效地浸润水平面煤层,这就要求掌握好钻孔的布置位置及注水时间,使得30米分段煤层都能达到有效浸润。另外在上位顶煤充分破碎的情况下,如何将30米分段高度的煤层有效放出,三角煤如何放出等,这就要求研究这些条件下的放煤规律。故项目所涉及到的关键技术关键工艺有以下几点:[1]急倾斜煤层注水弱化工艺研究。[2]急倾斜煤层局部松动爆破与注水弱化相结合的方案的优化研究。[3]水平分段高度提高到30米后的顶煤放出规律及放出工艺控制研究。[4]安全监测以防止灾害发生的研究。

Calibrated dilatometer exercise to probe thermoplastic properties of coal in pressurized CO2

This research was aimed at testing a hypothesis, that at elevated CO2 pressure coal can soften at temperatures well below those obtained in the presence of other gases. That could have serious negative implications for injection of CO2 into deep coal seams. We have examined the experimental design issues and procedures used in the previously published studies, and experimentally investigated the physical behavior of a similar coal in the presence of COa as a function of pressure and temperature, using the same high-pressure micro-dilatometer refurbished and carefully calibrated for this purpose. No notable reduction in coal softening temperature was observed in this study.

深部煤层分叉合并区采动应力演化机理及控制技术

针对深部煤层分叉合并区工作面前方煤体中应力集中程度增大对煤矿安全开采的威胁,以张双楼煤矿74104工作面为工程背景,综合采用理论分析、数值模拟和现场实测等方法,对工作面进、出合并区域时的采动应力演化机理进行了研究,结果表明:7~#、9~#煤层间距小于等于15 m时,工作面前方煤体应力集中程度明显降低;推入合并区域时,超前支承压力峰值呈先稳定后减小、再小幅增大后保持稳定的趋势;推出合并区域时,超前支承压力峰值呈先稳定后小幅减小、再增大后保持稳定的趋势;模拟分析了在峰值升高区域实施煤层注水软化措施,进、出合并区域时最大峰值分别由56.85、58.41 MPa减小至48.11、48.46 MPa,可有效降低工作面前方煤体中应力集中程度。最终对峰值升高区域采取了煤层注水软化措施,显著降低了垂直应力集中程度,解决了自正常区域向合并区域回采时煤壁片帮等问题,有效保障了74104工作面煤层分叉合并区安全高效生产。