CO_(2)气相压裂掘进工作面顶板卸压技术应用

安全一直是煤矿生产关注重点。为保障井下安全作业,降低安全隐患,本文研究CO_(2)气相压裂技术在掘进工作面顶板卸压中的技术应用,通过在五阳煤矿8006回风巷进行工程试验,发现在工作面煤炮发生频率、瓦斯涌出浓度及掘进速度试验中CO_(2)气相压裂技术对顶板卸压效果明显。

深孔爆破预裂顶板卸压沿空留巷技术应用

为减少资源浪费,保证矿井的采掘接替,在葛泉矿1727工作面运输巷应用了深孔爆破顶板卸压沿空留巷技术。通过在超前工作面进行深孔爆破预裂顶板,使顶板在顺巷道方向形成贯通裂隙,当顶板冒落时隔断应力传导,达到顶板卸压目的,减少巷道采动变形,并配合留巷支护工艺、采空区喷浆封闭工艺,实现沿空留巷。此次沿空留巷共505 m,通过观测及数据分析,留巷滞后工作面100 m范围围岩变化量较大,100 m以后围岩逐渐趋于稳定,留巷整体断面超过原巷道90%,满足作为1729工作面运料巷的使用。该技术可为其他类似矿井提供借鉴。

大断面硐室顶板卸压机理及其应用技术研究

为了保持深部硐室的长期稳定,降低硐室维修费用,保证矿井的安全生产,以新庄煤矿暗斜井第2部大断面机头硐室为工程背景,采用数值计算研究了大断面硐室顶板卸压巷道的卸压机理。研究结果表明,顶板卸压以后硐室顶底板围岩垂直应力均大幅减小,且底板垂直应力减小的幅度较大;顶板卸压对硐室顶板的扰动较小;卸压以后硐室顶底板和两帮围岩水平应力、水平位移均明显减小,所以顶板卸压效果明显。在此基础上,设计了大断面硐室顶板卸压巷道的参数和卸压区域,并提出了卸压巷道掘出以后,采用定向抛掷爆破法进行顶板区域卸压的施工方法。

基于层次分析法的顶板卸压技术方案优选

针对潜在的顶板卸压技术方案种类较多,而绝大多数条件下却采用定性手段在诸多可选方案中优选的现实情况,以元宝湾煤矿6105工作面切顶卸压方案优选确定为例,采用可实现定量优选的层次分析法进行了切顶卸压方案确定。该方法全面分析了各因素对切顶卸压方案的影响权重,避免了片面扩大某一因素的影响权重,将各个因素对最终方案确定的影响权重全部以定量形式展现,对切顶卸压技术方案乃至其他任何有诸多可供选择的方案的抉择优选有很强的指导意义和参考价值。层次分析法结果表明,针对6105工作面上覆4煤房柱采空区顶板,定向水力压裂切顶卸压方案权重高于爆破切顶卸压方案,经现场实践,也取得了良好效果。

水力压裂技术在顶板卸压和增加煤层透气性方面的应用

五阳煤矿是典型的高瓦斯高地应力煤矿,高瓦斯、高地应力问题不仅影响该矿8003回风巷煤巷掘进工作面的掘进速度,而且存在安全方面的重大隐患。为有效解决上述问题,通过应用水力压裂技术,并将石英砂作为支撑剂填充到压裂裂缝中,砂粒对裂缝闭合起到缓冲作用,延缓裂缝的闭合,切断了顶板岩层,解决了顶板围岩动力显现明显问题,同时增加了煤层透气性,提高了煤层瓦斯抽采效果,使得掘进工作面的掘进不仅速度快而且很安全。

煤矿井下巷道顶板切顶卸压支护技术

煤矿井下巷道顶板切顶卸压支护技术的设计对于保障煤矿生产安全、提高巷道稳定性和减少事故发生具有重要意义。通过科学合理地设计,不仅可以提高煤矿生产效率,还可以降低成本,提高资源利用率,推动煤矿可持续发展。因此,加强煤矿井下巷道顶板切顶卸压支护技术的设计研究和实践应用是当前煤矿安全管理和产业发展的重要任务。基于此,文章针对煤矿井下巷道顶板切顶卸压支护技术进行重点分析,以期为行业发展提供参考。

水力压裂技术在矿井坚硬顶板控制中的应用

为解决煤矿顶板致密坚硬,强度高,不能随工作面回采及时垮落的问题,本文以霍宝干河矿2-216工作面为工程背景,采用坚硬顶板定向水力压裂技术致裂顶板,并通过理论分析和数值模拟对不同水力压裂参数进行研究,为矿井巷道顶板控制提供理论基础。

坚硬顶板下切顶卸压技术的应用

通过对坚硬顶板下工作面煤与瓦斯突出成因的分析,选择减少回采工作面煤壁顶板支承应力减少工作面煤体地应力,通过减弱地应力改善煤层透气性增强抽采、排放效果。本文主要简述了坚硬顶板下切顶卸压技术原理及关键技术,并以工程实例,总结了坚硬顶板下切顶卸压技术的应用流程。

浅埋深坚硬顶板定向钻孔水力压裂技术应用研究

辛置矿为了解决了矿井坚硬顶板岩层高应力集中及冲击地压的难题,设计采用坚硬顶板定向水力压裂施工工艺,在辛置矿2-208工作面采用水力压裂技术进行压裂现场试验,并采用数值模拟对不同水力压裂参数进行研究。根据注液压力随时间的变化趋势,发现随着注液时间的不断增大,注液压力呈现先增大后减小的趋势,同时随着应力差逐步增大,此时注液压力峰值呈现降低的趋势。根据不同预制角下裂缝扩展长度变化曲线和不同注液排量下裂缝扩展长度变化曲线可知,随着预制角度的不断加大,此时裂缝长度呈现出逐步减小的趋势,而随着支注液量的增大,此时裂缝扩展长度呈现逐步增大的趋势。

布尔台煤矿坚硬顶板定向长钻孔水力压裂研究

针对布尔台煤矿42煤层基本顶为节理裂隙不发育、完整性好、整体性强的坚硬顶板,其在埋深超过400 m区域及过上层煤遗留煤柱区域出现的强矿压显现问题,以42107工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场实测方法研究了定向长钻孔水压致裂技术的原理、特点和实际应用效果,得出了42煤层矿压显现的关键层位位置,采用定向长钻孔水力压裂方法,实现了超前、远距离、精准施治的强矿压灾害区域治理。

辛置矿坚硬顶板定向水力压裂技术应用研究

辛置矿为了解决了矿井坚硬顶板岩层高应力集中及冲击地压的难题,设计采用坚硬顶板定向水力压裂施工工艺,在辛置矿2-208工作面采用水力压裂技术进行压裂现场试验,并采用数值模拟对不同水力压裂参数进行研究,根据注液压力随时间的变化趋势,发现随着注液时间的不断增大,注液压力呈现先增大后减小的趋势,同时压裂过程可分为孔隙注液阶段、压裂阶段、扩展阶段三个部分。同时随着应力差逐步增大,此时注液压力峰值呈现降低的趋势,根据不同预制角下裂缝扩展长度变化曲线和不同注液排量下裂缝扩展长度变化曲线可知,随着预制角度的不断加大,此时裂缝长度呈现出逐步减小的趋势,而随着支注液量的增大,此时裂缝扩展长度呈现逐步增大的趋势,保证工作面的安全回采。

水力压裂技术在煤矿坚硬顶板控制中的应用研究

针对煤矿顶板致密坚硬,强度高,不能随工作面回采及时垮落的问题,以镇城底矿22215工作面为工程背景,采用坚硬顶板定向水力压裂技术致裂顶板,并通过理论分析和数值模拟对不同水力压裂参数进行研究。根据注液压力随时间的变化趋势,发现随着注液时间的不断增大,注液压力呈现先增大后减小的趋势。同时随着应力差逐步增大,此时注液压力峰值呈现降低的趋势。根据不同预制角下裂缝扩展长度变化曲线和不同注液排量下裂缝扩展长度变化曲线可知,随着预制角度的不断加大,此时裂缝长度呈现出逐步减小的趋势,而随着支注液量的增大,此时裂缝扩展长度呈现逐步增大的趋势。水力压裂控制顶板效果良好,为工作面的安全回采提供了保障。

18103工作面动压巷道顶板水力压裂卸压技术与试验

动压巷道面临变形严重、支护难度大等问题,以王家岭煤矿18103工作面为工程背景,提出在工作面胶运顺槽采用水力压裂对顶板进行卸压,以削弱采动应力对工作面辅运顺槽稳定性的影响。基于此,设计了动压巷道顶板水力压裂卸压方案,有效提高了煤柱的稳定性,有利于18103工作面辅运顺槽的稳定控制。

综采工作面顶板深孔卸压爆破技术理论与实践

顶板深孔卸压爆破可有效的减缓周期来压前煤岩体应力集中,可减少老顶周期来压步距过大压力显现剧烈造成的压架、死架的事故发生,在侏罗纪浅埋煤层中,尤其是顶板较稳定型,作用显得尤为重要。论文针对赛蒙特尔煤矿顶板及工作面回采周期来压特性,采用深孔预裂爆破,大幅地降低了周期来压的强度,达到综采面安全高效回采的目的。

东滩煤矿63上06工作面顶板深孔爆破断顶卸压技术应用

由于63上06工作面轨顺沿空布置,边缘处基本顶形成悬梁,未充分垮落,为减小区段煤柱的应力集中,采用顶板深孔爆破断顶卸压技术,对巷道顶板进行预卸压处理。同时超前对63上06运顺顶板进行爆破断顶卸压,避免63上06工作面回采完毕后,采空区与63上07顺槽边缘基本顶形成悬梁,实现工作面安全回采。

坚硬顶板宽煤柱临空巷冲击地压机理与防治研究

以枣矿集团田陈煤矿3下7115工作面临空巷为对象,结合现场实测、理论分析等方法,系统研究坚硬顶板宽煤柱临空巷冲击地压发生机理,提出冲击地压防治技术方案。通过载荷三带岩层的运动及加载特性,建立“载荷三带”侧向支承压力分布规律,对3下7115工作面临空巷发生冲击地压机理进行分析,在宽煤柱上形成悬臂梁结构,产生应力集中区,诱发冲击地压。设计煤层大直径钻孔卸压及坚硬顶板爆破卸压方案,防治方案实施结果表明,解危卸压效果理想,能为同类地质条件矿井冲击地压防治提供技术参考。

浅埋深工作面端头悬顶定向水力压裂卸压技术应用

针对浅埋工作面端头悬顶和压架多采用架间或工作面巷道打眼爆破方式处理顶板存在较大安全隐患等问题,在分析杨伙盘煤矿顶板岩性和浅埋深悬顶原因的基础上,提出利用定向水力压裂技术破坏顶板完整性,结合水压记录仪监测曲线判断岩石开裂和扩展程度,将工作面支架承受的高应力向远离顶板方向转移的方法。回采实践和矿压监测数据分析表明,在采用定向水力压裂处理工作面顶板后,工作面端头矿压显现明显缓和,高阻力区占比明显降低,范围在5000~7000kN的支架阻力由36%降低为29%,卸压后支架所受载荷基本呈正态分布。由此可见,定向水力压裂技术是一种控制浅埋深强动压应力环境的有效手段。

特厚煤层坚硬顶板水力压裂控制技术研究

为了解决了矿井特厚煤层坚硬顶板岩层高应力集中及冲击地压的难题,采用特厚坚硬顶板水力压裂施工工艺,在彬长矿区孟村煤矿401101工作面采用水力压裂技术进行压裂现场试验,通过理论和现场监测等多种手段对压裂孔应力场进行了综合分析。结果表明:钻孔孔壁在压裂位置处都有不同程度的破坏,产生斜切、纵向和横向三种裂隙,压裂后孔间岩层裂隙在最小水平应力方向上能较好地贯穿,在垂向上老顶压裂效果可观;工作面进入水力预裂区域后高级别能量微震事件频次占比显著降低,微震事件逐渐由工作面后方转移向工作面前方;工作面推进至高压水预裂区范围后,端头范围内顶板垮落充分,支架工作阻力峰值和增载系数普遍较未压裂区增大,支架的空载和漏失率降低。表明顶板水力压裂技术工艺可以有效为特厚煤层坚硬顶板卸压控制提供有力技术支持。

坚硬厚顶板煤柱型冲击地压防治技术研究

为了对坚硬厚顶板这种特定地质条件下的冲击地压防治技术进一步细化研究,分析了宽沟煤矿I010203工作面开采过程中上覆坚硬厚顶板冲击地压过程,提出了相应的防冲技术措施,并基于工作面卸压防冲前后微震事件时空变化规律对防治技术进行了效果检验,研究结果表明:B;煤层开采后上覆坚硬厚顶板易在I010203工作面采空区及相邻I010201采空区之间的煤柱区域产生悬顶,不但会造成煤体静载应力集中,而且造成能量积聚,从而产生大量动载,悬顶长度过长时会发生垮落、破断等强动载扰动,当动载荷和静载荷叠加超过临界值时便会造成冲击显现,煤柱集中静载和坚硬顶板破断动载是冲击地压主控因素。根据上述冲击地压分析结果,设计了顶板断顶预裂和煤体超前爆破两种卸压技术措施,并选取卸压前后稳定生产期间的微震事件进行卸压效果对比分析,卸压后微震日总能量和日总频次明显降低,10^(3)~10^(4)J以上微震事件明显减少且微震的空间分布较为分散,顶板附近微震事件明显减少,说明采取的卸压措施效果明显,可有效降低冲击危险性。

“横切-纵爆”复合卸压机制研究与应用

为实现赵庄煤业1311工作面高强度复合顶板顺利垮落,避免大面积悬顶诱发强矿压灾害,分析了“横切-纵爆”复合卸压机制,即爆破裂纹二次扩展半径r在压裂损伤长度R和暴轰裂纹半径a0的基础上大幅增加,提升了顶板预裂效果;在1309工作面工业性试验的基础上,合理确定了“横切-纵爆”卸压工艺参量,并开展现场应用。结果表明:“横切-纵爆”复合卸压工艺,能够增加钻孔轴向裂隙和钻孔径向裂隙密度,应用区域巷道顶板离层量较低;“横切-纵爆”卸压工艺能够有效破坏了顶板完整性,降低了巷道围岩应力集中程度,对强矿压灾害起到防治效果。