【摘 要】
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针对高瓦斯低渗透煤层透气性差、渗透率低导致瓦斯抽采效率低,制约矿井安全高效开采等问题,提出水力压裂与CO2相变气爆致裂复合作用增加煤层透气性的技术方案.采用RFPA2D-Flow软件对不同水压作用下钻孔周边煤体裂纹形成过程及向四周延展的规律进行模拟分析,采用FLAC3D软件对在不同长度预裂缝条件下CO2相变气爆致裂作用的影响程度进行模拟分析,同时在常村煤矿3106工作面进行工业试验.模拟分析和现场验证结果表明:水力压裂试验中,水压达到28 MPa时,作用的有效影响半径达到2.5 m;CO2相变气爆致裂作用
【机 构】
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陕西省一三一煤田地质有限公司,陕西韩城715400
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针对高瓦斯低渗透煤层透气性差、渗透率低导致瓦斯抽采效率低,制约矿井安全高效开采等问题,提出水力压裂与CO2相变气爆致裂复合作用增加煤层透气性的技术方案.采用RFPA2D-Flow软件对不同水压作用下钻孔周边煤体裂纹形成过程及向四周延展的规律进行模拟分析,采用FLAC3D软件对在不同长度预裂缝条件下CO2相变气爆致裂作用的影响程度进行模拟分析,同时在常村煤矿3106工作面进行工业试验.模拟分析和现场验证结果表明:水力压裂试验中,水压达到28 MPa时,作用的有效影响半径达到2.5 m;CO2相变气爆致裂作用影响区域范围与预裂缝长度之间呈线性关系,采用复合增透法能够使煤体的有效影响作用半径由2.5 m提高到7m,通过30 d的现场数据采集分析,瓦斯压力由原0.43 MPa降低到0.15 MPa,瓦斯抽采效果显著,为类似条件下煤层瓦斯抽采提供技术参考.
其他文献
针对斜井工程地质条件进行4种不同类型的材料注浆模型试验研究,以期为煤矿斜井管片壁后填充综合技术研究提供借鉴.研究结果表明,马格尼材料浆液(不发泡)环向封堵止水效果良好,胶结体强度较高,动水条件下能满足封堵环封堵止水要求;马格尼(发泡)材料浆体的体积膨胀率大,对管片结构安全产生较大影响,不宜采用:双液浆与脲醛树脂原浆与豆砾石胶结体强度低,动水条件下无法形成有效的止水封堵,不宜采用.
针对小保当矿112202工作面回风顺槽受二次采动影响变形量大现状,采用理论计算及现场测试方法,分析了112202工作面回风顺槽煤(岩)赋存条件及破坏机制,测试了围岩力学性质,研究了工作面端头超前巷道切顶卸压-强帮护顶协同控制技术,制定了切顶卸压水压致裂及强动压巷道强帮护顶支护方案,并进行了工业试验.通过对弧形三角板水力压裂效果及巷道围岩矿压观测,表明切顶卸压-强帮护顶协同控制技术可有效控制强动压强顶弱帮巷道围岩变形破坏,保证工作面安全高效生产.
太原-山西组是鄂尔多斯盆地北部上古生界最重要的产煤地层,基于钻井岩心观察描述、测井资料分析、煤层厚度统计,对杭锦旗地区太原-山西组的沉积环境、聚煤规律进行研究.结果 表明,太原组主要为扇三角洲平原亚相,山西组主要为三角洲平原沉积,煤层多存在于泥炭沼泽环境;太原-山西组煤层累计厚度大于20 m,由西向东变薄,聚煤中心位于锦77井-召66井-同37井一线和锦60井周缘,且沿三角洲平原分布.
由于L型水平井具有全角变化率大、井斜角大、斜井段长且水平位移大的特点,加上古交区块煤储层水平段吐砂、吐煤粉严重,单井产水量小(小于1 m3/d),排采过程中易卡泵、易气锁等特征,为后期排采带来困难.通过已有21口L型水平井的排采经验,摸索出了适宜古交区块煤储层特征的以抽油机加新型斜井泵工艺为主体,配套防偏磨、防气锁、柱塞泵循环洗井、负压捞砂等技术的排采工艺,取得一定成效.
通过对煤质成分对测井响应特征的原理及段家地井田勘探阶段煤层测井资料物性特征及煤质工业分析实际数据的分析,得出了研究区煤水分、灰分、挥发分与自然伽马、密度、三侧向电阻率及声波时差的相关关系,以两者间相关性为依据,通过SPSS软件进行多元线性回归分析,得出了煤质工业组分,测井资料预测模型,根据该模型,利用Petrel软件平台,采用随机模拟的方法构建煤层工业分析物性参数三维地质模型.通过比对测试数据与预测数据发现,由测试离散数据构建的预测连续剖面数据更加符合正态分布,构建的三维地质模型也更加细致.
采用自主研制的水压致裂地质力学测试成套装置,在贺西煤矿进行了地应力、煤岩体强度及结构井下现场测量.结果 表明,矿井四采区为高应力区,三采区为中等水平应力区,形成以构造应力为主的地应力场,水平主应力方向为N42.5°E～N69.6°E,巷道应加强右顶底角部位的支护强度:巷道顶板锚杆锚索控制区域由泥质砂岩和细砂岩组成,其单轴抗压强度均值分别为44.34 MPa和50.68 MPa,巷道围岩内部无薄弱结构面,围岩强度保持平稳;锚杆锚索支护范围岩层整体完整无明显弱层,巷道适宜采用树脂锚杆锚索进行支护.测试结果为贺
为保障在煤矿井下施工钻孔抽放瓦斯作业时现场工人的生命安全,迫切需要一种反应及时、稳定有效的孔口瓦斯防喷装置.针对现有瓦斯防喷装置需要人工现场安装,且存在封堵延时的问题,设计一种无需人工现场安装,且具有自动封堵功能的瓦斯自动防控系统.在实现基本功能的基础上,以标准化和自动化为原则,设计各主要零部件及自动控制系统.制造样机并试验主要部件的性能,试验结果表明:钻杆密封组件的密封性能良好;孔口胶套承压能力达到4 MPa,满足设计要求.井下应用表明:瓦斯自动防控系统完成孔口封堵的平均反应时间为3s,可极大提高瓦斯防
针对潞安矿区单一低透气性煤层抽采效果差的问题,采用现场工程试验的方法,在五阳煤矿7609工作面试验了多种水力造穴工艺参数组合,并且选出了优化的水力造穴工艺参数组合.然后设计了2个试验方案,对1个8m的基本抽采单元的综合效率进行对比验证,方案1采用水力造穴工艺,方案2采用普通钻孔工艺,对比结果显示:方案1钻孔施工时间是方案2的85％,钻孔施工总成本是方案2的96％,抽采纯量是方案2的1.9倍,钻孔成孔率是方案2的1.64倍,且方案1施工现场文明生产水平相比方案2显著提升.对比方案的结果证明,采用水力造穴优选
为搞清外加水分及其均匀性对瓦斯吸附解吸影响的研究现状,通过查阅大量的文献,对煤中外加水分的均匀性,不同含水率煤样的制备及测定方法,水分对煤的瓦斯吸附解吸的影响等方面进行了综述.结果 表明:对不同含水率煤样制备要考虑:水分加入方式,外加水分均匀性,定含水率煤制备3方面的内容;对煤中水分的测定方法常用的是称重法;外加水分含量对煤的瓦斯吸附起抑制作用,对煤的瓦斯解吸促进和抑制作用兼具,根据实验侧重点的不同重点表现某一作用:外加水分不均匀会改变煤的瓦斯放散特性,影响对煤瓦斯吸附解吸的研究.今后应加大对煤样水分均匀
为研究水力冲孔对“三软”低透气性煤层的增透效果,提高“三软”煤层瓦斯抽采率,根据某矿的实际条件进行了“三软”煤层水力冲孔试验,并采用测试钻孔瓦斯抽采浓度和纯流量以及瓦斯抽采有效影响半径的方法,对该矿的水力冲孔效果进行了分析与评价,结果表明:对于该矿“三软”煤层,采用水力冲孔措施之后,瓦斯抽采浓度和纯流量最大增加了2.4倍和9.22倍,15 d内的瓦斯抽采有效影响半径由之前的2m提高到了4～5 m\'透气性系数由之前的0.0054 m2/MPa2·d增加到0.053 m2/(MPa2·d),水力冲孔对“