基于钻孔瞬变电磁的煤层气压裂效果检测方法

煤层气水力压裂技术是提高煤矿井下煤层气资源采出率的有效方法,但对于水力压裂效果的检测评价一直缺乏较为理想的方法,传统通过监测钻孔测量水压或介质含水性的办法成本高、效率低、不直观,为解决高效形象地检测水力压裂效果这一问题,提出一种煤矿井下在压裂孔内施工的动源动接收瞬变电磁探测方法。该方法使用由固定相对位置的极小发射线圈和接收探头组成的收发装置,在孔内沿钻孔逐点移动进行三分量观测,进而实现对钻孔径向微小低阻地质异常体的高精度探测。该方法对收发装置参数变化敏感,通过大量的物理模拟试验分析了单支曲线特征和多测道的异常响应特性,选定了最优的收发系统、发射线圈匝数、线径、发射电流强度、接收线圈匝数、线径和磁芯长度等参数,形成了最理想的单孔瞬变电磁探测装置;对比了该方法垂直分量观测曲线与常规矿井瞬变电磁探测曲线的形态,给出了垂直分量数据的预处理技术和数据处理方法;提出了水平分量数据的探头姿态变化影响的校正方法,采用趋势面提取技术完成了水平分量数据纯异常场的提取,通过异常场形态组合和幅值关系实现了异常体中心方位角定位;考虑压裂裂缝的特殊性,研发了利用Suffer和Voxler软件功能的充水裂缝三维立体成像技术。井下现场物理模拟试验对比了巷-孔瞬变电磁与单孔瞬变电磁的径向探测距离,验证单孔方法径向探测能力约为巷-孔方法的1/2。结合韩城煤矿井下的工程实践,对该方法精细检测煤层气水力压裂形成裂缝的性质、形态和规模的实用性和有效性进行了检验。研究表明:单孔动源动接收瞬变电磁探测方法是井下物探、钻探和煤层气压裂技术的有机结合与相互补充,能够有效应用于压裂效果的检测和评价。

关于瓦斯抽采方法及钻孔布置形式的探讨

煤矿瓦斯抽采方法及钻孔布置形式是矿井瓦斯抽采中的一项重要工作,其抽采方法与钻孔布置的合理性与否,施工质量的优劣直接关系到瓦斯抽采效果的好坏。文中希望通过对南山煤矿瓦斯抽采方法及钻孔布置形式的效果分析为矿井综合治理瓦斯提供借鉴。

松软突出煤层深孔钻进制约影响因素及工艺优化

针对松软突出煤层因煤质松软、透气性差等原因导致在钻进过程中极易出现喷孔、卡钻、塌孔和煤炮等现象,根据长期煤矿现场钻进的经验,对制约松软突出煤层深孔钻进的影响因素进行深入探讨,重点分析了煤层中夹矸对深孔钻进的影响、严重喷孔后孔内情况推测及其对深孔钻进的影响、顶底板对深孔钻进的影响,设计了一种新型高强棱状钻杆,并在郑煤集团白坪煤业公司21001工作面下顺槽进行了现场对比验证试验。研究结果表明:运用新型设计的高强棱状钻杆较矿方现行常规打钻深度提高34.6%,效率提高21.1%,有效地解决了目前松软突出煤层钻孔施工存在的困难,为松软突出煤层深孔高效钻进提供重要的技术指导。

大孔径“以孔代巷”高位定向裂隙带抽采钻孔瓦斯治理技术研究

通过实验分析120 mm孔径高位裂隙长钻孔瓦斯治理技术和203 mm大孔径“以孔代巷”瓦斯治理技术的抽采数据,找出高位裂隙带长钻孔的最佳层位,通过数据对比,探索替代高抽巷抽采的可行性,保证矿井集约高效生产。