冲击地压矿井水射流联合水力压裂宽煤柱卸压技术研究

针对冲击地压矿井宽煤柱会积聚大量弹性能从而容易引起地压灾害事故的问题,基于理论分析和现场试验,对葫芦素煤矿21103工作面区段煤柱进行了"钻-切-压"一体化卸压技术研究,通过布置钻孔进行射流切缝和压裂对区段煤柱弱化卸压,增大了区段煤柱内塑性区宽度,减少了弹性能量积聚,同时为减少煤柱卸压对巷道支护产生的负面影响,在21103工作面临空回风巷进行了定向水力压裂切顶,减少了侧向采空区悬露顶板向区段煤柱上的应力传递。"钻-切-压"一体化卸压技术与定向水力压裂切顶技术的联合应用,在21103工作面临空回风巷内取得了良好的实践效果,解决了区段煤柱内塑性区宽度增加同时对巷道支护不利这一矛盾。

潜孔钻机前沿技术与国内现状

论述了钻机的定义和潜孔钻机分类,介绍了国内潜孔钻机部分生产厂家和产品的主要型号和技术参数。指出了潜孔钻机的与环保、健康有关的发展方向和其他5项前沿技术。文中介绍了水压潜孔钻机和水压冲击器的4项环境健康优势与4项生产效率成本优势、发展历史和国内外使用情况。

高瓦斯低透气性煤层深钻孔高压水力割缝增透技术

为提高新田煤矿M9煤层瓦斯抽采效果,解决低透气性突出煤层抽采效率低及应力主导型煤层卸压效果差的难题,以新田煤矿1901工作面为研究背景,分析了深钻孔超高压水力割缝卸压增透机理,采用深钻孔与高压水力割缝相结合增透技术,加快了1901掘进工作面抽采效率,减少了抽采达标时间,实现了1901掘进工作面'安全、科学、精准、经济、高效'的瓦斯灾害防治,有利于煤矿安全高效生产和可持续健康发展。

平顶山矿区单一突出煤层瓦斯抽采新技术

介绍了平顶山矿区瓦斯赋存规律和瓦斯抽采技术体系,详细阐述了瓦斯抽采技术的研究及应用现状,包括高压水力压裂增透技术、高压水力冲孔防突技术、穿层深孔控制松动爆破防突技术、高压脉冲水射流钻割一体化增透技术、高压磨料射流割缝防突技术、分源抽采综合治理瓦斯技术、气润湿反转法提高瓦斯抽采率和地面钻井抽采技术,上述瓦斯抽采方法的应用有效提高了瓦斯预抽效率,对于煤层瓦斯含量≤10 m3/t、>10～15 m3/t、≥15 m3/t的突出煤层,瓦斯预抽率分别达>20%、>45%、>50%。

宁东矿区坚硬煤岩体工作面综合卸压技术回顾

宁东矿区坚硬煤岩性质顶板造成工作面基本顶悬空面积增大、支架不接顶倾倒、煤壁受压片帮、巷道收缩变形等一系列动力灾害;综合回顾了宁东矿区坚硬煤岩体顶板综合卸压技术发展现状,以金家渠煤矿综采工作面初采期间强制爆破坚硬顶板、羊场湾煤矿采用煤帮大直径钻孔+煤帮爆破钻孔卸压和顶板深孔预裂、金凤煤矿在运输巷采空区侧采用爆破技术进行定向预裂预留巷道、梅花井煤矿对其回风及运输巷采取水压预裂的方式提前切裂超前段顶板为研究对象,探讨爆破及水力压裂两种方式下的围岩弱化、应力转移、诱导矿压破煤的机理及现场试验过程,分析致裂后的岩层结构形态、矿压分布特点,进而探索出一套适合宁东矿区坚硬煤岩体的卸压技术及施工工艺。

基于高压水力顺层钻割技术的冲击地压防治实践

为提高回采工作面高应力区防冲卸压效率和效果,针对煤层注水、煤体钻孔卸压、爆破卸压等传统卸压方法存在的应用缺陷,运用高压水力顺层钻割技术对综放工作面冲击地压显现危险区域进行提前卸压处理,从理论上分析了该技术的卸压原理和可行性,在现场进行了实践应用,并用数值模拟和电磁辐射方法对卸压效果进行验证。结果表明:①高压水力顺层钻割技术钻孔沿工作面倾向顺煤层层理布置,以压力高于30 MPa高度聚能的水射流束切割破碎煤体,形成卸压空间,同时浸润弱化煤体,钻孔由内而外形成破裂区、塑性区、弹性区,并随着塑性区及破裂区煤体变形量的不断增加,塑性区及破裂区煤体变形、垮落,积聚的弹性能得到释放,煤岩体中的静载荷降低,消除冲击地压发生条件,防止冲击地压发生;②高压水力顺层钻割技术钻割时采用定点与反复动态相结合钻割方式,钻杆轴向与径向运动相结合,既保证钻进稳定性,又可形成多段圆盘状卸压空间和连续卸压孔洞,在煤层内可形成半径为300~400 mm的卸压空间,出煤量可达2.0~3.5 t;③数值模拟结果显示,采用高压水力顺层钻割技术卸压后煤体内部应力平均降幅达68.6%,电磁辐射现场监测钻孔施工前、后平均幅达60.92%,实施后巷帮应力降低区明显扩大,煤体内部应力显著降低,卸压效果良好。