煤矿地面水力压裂理论研究及应用

利用弹性力学原理,建立了水力压裂力学模型,给出了起裂压力理论计算公式。从压裂后压裂液的滤失速度出发,推导出了压裂半径理论计算公式,提出了新的压裂工艺技术,给出了压裂参数。试验结果表明:压裂孔后平均抽采量较原始孔提高了33.14倍,平均浓度较原始孔提高了44.28%,说明压裂后的增透效果较为显著。     

余吾煤业地面瓦斯抽采井排采效果分析

余吾井田于2006年开始施工地面煤层气排采工程,试验实施较为有效的为采前瓦斯预抽放系统(37口井)3号煤层压裂排采工程,通过该工程有效降低了试验区域煤层瓦斯含量,有利于后期井下采煤时快速掘进及快速回采,对潞安矿区相关矿井地面瓦斯超前抽放和煤层气开采具有借鉴意义。     

煤矿井下水力压裂裂缝扩展分析

水力压裂作为一种改造储层渗透性工艺,通过向储层注入高压液体,在储层中形成一定规模的裂缝,通过沟通储层内部裂隙,提高储层渗透性。然而水力压裂中裂缝的劈开和延伸方向受到多方面的影响,储层所受到应力大小和方向、储层的地质构造、力学性质及其中的原始裂隙发育情况等都不同程度地影响裂缝的开启与扩展。通过对前人工作进行总结、分析,找到影响裂缝扩展的主要因素,为压裂钻孔的布置提供指导。     

煤层气抽采地面压裂与井下钻孔衔接时空关系研究

基于晋城矿区所采用“三区”联动抽采模式,结合生产区地面压裂作业与井下钻孔抽采在时间和空间上衔接相对紧密交叉影响大的特点,提出了生产区地面压裂与井下钻孔抽采两种时间衔接模式,即“压裂前后布置井下抽采钻孔”和“井下钻孔滞后地面压裂布置”。通过微地震法和井下钻孔揭露法研究,得出煤层中的裂缝主要为北东向开度较小的水平裂缝,裂缝长158~203 m。根据裂缝展布规律,设计了2种模式的压裂考察方案,通过工程实践,初步确定了地面压裂作业与井下抽采钻孔合理的时间衔接关系,在地面压裂前后布置钻孔抽采,对目标煤层的增透、减小煤层瓦斯异常涌出和煤与瓦斯突出危险性等方面效果明显,井下钻孔滞后地面压裂3个月以内施工,联合抽采效果显著。     

千米深井区域压裂增透技术应用与研究

针对矿井开采垂深下延，煤层透气性低，造成矿井采掘接替紧张现状。以平煤股份十二矿己₁₅-31040进风巷低位瓦斯治理巷为工程背景，对比采取水力压裂增透技术前后，煤层区域瓦斯含量的卸压效果。现场实测，己₁₅、己_16-17煤层绝对瓦斯压力分别为0.83～1.30、0.86～1.06 MPa，原始瓦斯含量分别为5.41～12.86、9.63～13.84 m³/t。水力压裂后分别沿压裂孔走向、倾向方向、不同步距点进行卸压效果考察:己₁₅煤层瓦斯含量较原始平均值降低5.41 m³/t左右，己_16-17煤层瓦斯含量较原始平均值降低2.91 m³/t左右。研究得出，沿走向方向外段瓦斯含量降幅大于里段，沿倾向方向巷道下帮方向瓦斯含量降幅大于上帮方向。研究分析煤层抽采效果考察等工作，为大垂深、低透气性，高应力矿井煤层增透促抽提供指导。     

高瓦斯矿井工作面瓦斯综合抽采技术分析

瓦斯抽采效果是保障高瓦斯工作面安全生产的前提。为了降低高瓦斯工作面前方煤体的瓦斯含量,防止采空区瓦斯涌入工作面造成瓦斯超标,本文分析了采用水力压裂增加煤层透气性,形成相互交织的瓦斯抽放通道,通过本煤层抽放钻孔提前预抽煤层瓦斯,并通过高、中位钻孔和穿透钻孔抽放采空区瓦斯的工作面瓦斯综合抽采技术。采用该技术可有效降低工作面前方煤体、采空区和上隅角的瓦斯含量,保障工作面安全回采。     

水力压裂技术在矿井瓦斯抽采中的应用研究

为了研究水力压裂技术在矿井瓦斯抽采中的应用,以41011工作面为例,根据矿井实际地应力参数信息,设计了压裂孔和导向孔钻孔布置,介绍了组合式封孔工艺,分析了水力压裂的主要设备为管路系统、辅助系统、控制装置和动力装置。研究得出,当采取水力压裂技术后,钻屑瓦斯解吸指标K₁明显下降,降低了工作面的危险性,压裂孔的平均瓦斯抽采纯量和平均抽采浓度分别提高了2.2倍和2.6倍。研究为后期瓦斯治理提供了技术支持。     

高压水力压裂技术在渝阳煤矿石门揭煤中的试验应用

本文通过对N3704中部2#上山M8煤层石门揭煤点进行高压水力压裂,然后与N3702中部2#上山M8煤层石门揭煤点进行比较,平均单孔抽采浓度提高了29%~52.8%,管道抽采纯量提高了3倍左右;并在渝阳煤矿应用以后,取得良好的应用效果。     

深部矿井定向水力压裂高效抽采装备及现场试验

为确保黄陵二号煤矿瓦斯抽采的精确性、高效性,以矿井209工作面瓦斯赋存条件为背景,以水力压裂高效抽采技术为目标,通过地质条件、生产工艺分析,确定设备选型,并设计致裂参数,开展深部矿井定向钻孔水力压裂技术试验研究.研究表明,根据工作面围岩分布的4个储气岩层,制定了"煤层+底板"的定向抽采技术,并选用BYW65/400型压...     

煤层气压裂缝高控制对排采影响的研究

压裂缝高控制对煤层气井排采效果具有十分重要的意义。本文主要通过研究煤层气井压裂裂缝延伸机理,在分析沁水盆地煤层气储层的典型地质特征及岩心数据的基础上,结合实际压裂施工曲线和排采数据,总结出压裂缝高控制对煤层气井排采的影响机制,最后基于区块资料及施工经验提出几点压裂参数优化方法,为提高煤层气井产量提供更为有效的开发技术。     

低透气性煤层水力压裂增透技术应用

 针对大兴煤矿煤层透气性差、瓦斯抽采效率低、钻孔施工量大等问题,提出了水力压裂增透技术。研究了水力压裂增透机理,分析了水力压裂提高煤层透气性的过程。结合理论研究与现场经验,进行了高压钻孔密封,确定了工艺参数,完成了现场实施。应用效果证明：实施水力压裂后,水力压裂孔及影响区域内瓦斯抽采孔保持了较高的抽采水平,相对于普通抽采孔瓦斯抽采量提高了7.2倍,水力压裂影响区域内煤层透气性系数提高了79~272倍。     

寺家庄矿钻孔水力压裂抽采瓦斯技术研究

水力压裂技术能够在很大程度上增加煤层的透气性,能够达到高效抽采煤层瓦斯,提高抽采瓦斯浓度。针对寺家庄矿煤层透气性系数低、不能满足采掘接替需要的问题,进行了井下钻孔水力压裂抽采瓦斯技术试验,实现了未卸压状态下的煤层增透,提高了煤层瓦斯抽采效率,从根本上消除了该矿煤与瓦斯突出的隐患。     

水力压裂增透技术在高瓦斯低透气性煤层的试验研究

以谢一矿C13煤层作为试验地点,详细阐述了水力压裂技术的基本原理、工艺流程、压裂参数的设置,并分析了水力压裂过程中煤体内部裂隙变化规律。压裂后有效影响半径达25 m,煤层透气性系数增加了42.26倍,瓦斯预抽纯量为原始煤体的4.95倍,煤层预抽达标时间缩短了42%。     

水力压裂技术在王行庄煤矿的应用

针对王行庄矿二1煤层透气性、瓦斯预抽率低等问题,提出了水力压裂增透技术,分析了水力压裂增加煤层透气性机理,确定了水力压裂工艺及参数,并在二1煤层11091运输巷进行了水力压裂技术试验。结果表明:实施水力压裂后,煤层瓦斯平均抽采浓度提高了5.3倍,瓦斯抽采量提高了6.1倍,提高煤层透气性和瓦斯抽采率的效果较理想。     

水力压裂提高煤层瓦斯抽采效率技术研究

结合松树矿现场实际情况,详细介绍了水力压裂工艺,并对水力压裂技术提高瓦斯抽采效率进行了研究。研究表明:水力压裂技术可以显著提高瓦斯抽采效率,并且可以有效地延长瓦斯抽采时间,对突出煤层起到了很好的消突效果,也为今后的瓦斯抽放积累了宝贵的经验。     

辛置煤矿水力压裂试验与效果分析

辛置矿属高瓦斯矿井,煤层透气性差,瓦斯抽采率低,由于目前矿井采掘关系紧张,按照原计划抽采无法满足时间和安全生产的要求。为提高瓦斯抽采效率,确保安全生产,在辛置矿2-559工作面采用了水力压裂技术,有效提高了煤层的透气性,提高了瓦斯抽采效率;降低了煤层瓦斯的压力,降低了煤与瓦斯突出危险性,为辛置矿煤层瓦斯综合治理技术研究探索出新的方法。     

唐山矿注水压裂工业试验研究

 瓦斯一直是制约煤矿企业安全生产的主要危害之一,瓦斯抽采已成为治理矿井瓦斯的主要手段和未来趋势。论文设计并实施了唐山矿T3286工作面注水压裂增透抽采工业试验,实践验证了注水压裂增透对提高抽采效果的有效性。对于唐山矿T3286工作面,优选注水压裂的相关技术参数：注水压力为12MPa时注水影响半径为20m。研究结果对于煤矿企业,特别是唐山矿提高瓦斯抽放率具有重要意义。     

地面压裂井对煤层瓦斯和突出的影响分析

为了进一步探讨地面水力压裂钻井对煤层瓦斯的影响,通过现场试验和数据统计研究了地面压裂增透技术对煤层瓦斯抽采、突出危险性大小、钻孔施工、掘进时瓦斯涌出的影响。研究结果表明:地面压裂井提高了煤层的透气性,使得瓦斯抽采量较大幅度提高、突出危险参数明显降低、钻孔成孔率也得到相应提高;掘进期间的瓦斯涌出量比未压裂区域增大,掘进时需要对瓦斯加强管控。