顺层钻孔钻冲一体化卸压增透强化抽采技术应用

针对阳泉矿区松软低透高突煤层钻孔施工难、瓦斯抽采效果差的问题,提出了钻冲一体化水力冲孔造穴瓦斯抽采技术。并结合阳煤新景矿工程实践,设计了掘进工作面水力造穴工艺及方案。应用结果表明,水力冲孔造穴在松软低透高突煤层钻孔抽采瓦斯中,卸压增透效果明显,瓦斯抽采浓度提高10倍,抽采量提高6倍,抽采率提高近1倍,残余瓦斯含量始终未超标。     

玉溪煤矿煤巷掘进工作面增透瓦斯抽采技术研究与应用

为实现1302运输顺槽掘进工作面瓦斯的高效抽采,通过分析水力冲孔造穴增透技术原理、工艺流程,结合工作面的具体地质条件,设计水力冲孔造穴水压为18 MPa,造穴循环距离为100 m,每循环内划分为4个区域,进行变间距造穴方案设计,基于煤层瓦斯含量特征,进行掘进工作面顺层钻孔抽采设计,并在水力冲孔造穴方案实施前后分别进行抽采效果监测分析。结果表明:增透抽采技术实施后,抽采效率显著提升,且抽采方案实施后煤层残余瓦斯含量和钻屑解吸指标均满足规范要求。     

新景矿气相压裂与水力造穴相结合的增透效果研究

如何快速有效地提高低渗煤层巷道掘进速度是目前高瓦斯矿井的一大难题,文章针对新景矿高瓦斯低渗煤层煤巷掘进工作面抽采效率低、增透效果不明显等问题,提出气相压裂与水力冲孔相结合的局部瓦斯治理措施,制定了相应的施工方案,并对抽采效果和掘进情况进行跟踪监测,结果显示:气相压裂-水力造穴孔较普通钻孔抽采浓度提高了5倍,较单纯水力造穴钻孔抽采量提高了2倍,同时减少了掘进过程中的压钻、夹杆等现象。     

新景公司水力增透区域合理抽采负压考察研究

煤层掘进工作面采用水力冲孔造穴作为区域增透措施,造穴后钻孔中水及煤渣较之一般抽采钻孔大大增加,导致抽采阻力增大,影响钻孔抽采效果,需要合理确定抽放负压。介绍了新景公司3号煤掘进工作面水力冲孔造穴情况及合理抽采负压考察方案,通过现场试验考察,确定了抽采负压在25~28 k Pa最为合理,具有一定的推广意义。     

水力冲孔增透技术在提高煤层瓦斯抽采效率方面的应用

为解决突出煤层低透气性导致的瓦斯抽采达标时间长的问题，以山西某矿2号煤层煤巷掘进工作面的超前瓦斯预抽为工程背景，采用水力冲孔增透技术对前方煤体瓦斯进行强化抽采。结果表明，采取水力冲孔增透技术钻孔的瓦斯抽采浓度明显高于普通钻孔，平均单孔抽采纯量均保持在普通钻孔的3倍以上；煤巷掘进期间的钻孔瓦斯解吸指标K₁值明显小于未实施水力冲孔措施的指标，水力冲孔增透技术能有效提高煤层透气性，从而大大提高煤层瓦斯抽采效率。     

水力冲孔造穴增透机制及应用研究

为研究水力冲孔造穴技术的卸压增透机制，利用受载煤体全应力—应变曲线，建立受载煤体渗透率演化模型，结合Comsol Multiphysics多物理场数值模拟软件，验证了水力冲孔造穴对煤体卸压增透的有效性。结果表明:水力冲孔造穴技术在形成半径为0.60 m的空洞后，在钻孔周围煤体内形成了半径为1.34 m的瓦斯渗透率增高区。该技术在焦煤集团九里山矿井下16051运输底抽巷开展试验，通过对普通钻区和冲孔造穴区的瓦斯抽采数据进行对比，可以看出:采取水力冲孔造穴措施后，抽采钻孔的瓦斯浓度提高了0.77倍，瓦斯抽采纯量提高了1.51倍，该措施有效地提高了煤层瓦斯抽采效率，减少了安全事故，保证了工作面的安全回采。     

顺层水力造穴卸荷增透机制及在掘进工作面瓦斯抽采中的应用

以新景矿3号煤层掘进工作面顺层水力造穴强化瓦斯抽采为工程背景，采用FLAC^3D数值模拟软件对顺层水力造穴的卸荷增透机制进行数值分析；研发出履带式钻冲一体化水力造穴装备，建立了高低浓度瓦斯抽采系统，并对顺层水力造穴技术在掘进工作面瓦斯抽采过程中的应用情况进行了系统性考察。数值分析结果表明，采用新技术后，造穴洞室四周煤体渗透率显著改善；造穴半径越大，造穴长度越长，煤体的卸荷增透区域效果越好。现场应用情况表明，采用新技术后，掘进工作面的瓦斯抽采效果显著改善，钻孔工程量降低了75.0%,平均瓦斯抽采纯量和平均瓦斯抽采浓度分别提高了4.6倍和1.5倍，巷道掘进过程中实测的钻屑指标K₁值和S值均显著降低。     

新景矿本煤层水力造穴技术研究与应用

为解决新景矿3#煤层低透气瓦斯高突问题,卸压消突并提高工作面预抽瓦斯量,在3216工作面对本煤层水力造穴技术进行试验。应用新工艺技术后,与原本煤层钻孔抽采效果对比分析发现:水力造穴钻孔平均抽采浓度为42.4%,为原本煤层钻孔的1.6倍;瓦斯抽采纯量平均为0.094 m3/min,是原本煤层钻孔抽采量的2.3倍,提高了本煤层瓦斯抽采量,达到了消突增透的目的。     

平煤股份一矿顺层钻孔水力造穴瓦斯治理技术的研究与应用

随着煤炭开采深度的增加,瓦斯已成为威胁煤矿安全生产的主要因素。为解决平煤股份一矿深部戊组煤层埋深大,瓦斯含量高、压力大,煤层透气性系数低,抽采较困难等问题,在该深部煤层采面采取了顺层钻孔预抽煤层瓦斯措施。由于该煤层为低透气煤层,采取措施后未能消除瓦斯超限或高值,未达到预期的瓦斯治理效果。因此,现场试验在戊8-31220采面采取顺层钻孔水力造穴技术后,造穴钻孔比未造穴钻孔的平均抽采纯量提高33～82.6 L/min;水力造穴后,抽放系统分支管路抽放浓度提高了8%～12%,抽放纯量提高了0.98～1.44 m~3/min。顺层钻孔水力造穴冲出了大量的煤粉,使得造穴钻孔周围煤层裂隙发育,增大了水力造穴钻孔中间煤层透气能力,起到了很好的增透效果,提高了瓦斯抽采效率。     

松软低透煤层高压射流造穴强化抽采技术研究

为促进低透气性煤层瓦斯的预抽,消除煤层煤与瓦斯突出危险,采用高压射流冲孔造穴技术措施,构建高压射流冲孔造穴过程的煤体渗透率演化模型,并通过解算得到冲孔后煤体渗透率的演化及煤体内瓦斯运移的规律,即钻孔周围煤体的增透区半径随钻孔半径增加而线性增加。在新景矿进行冲孔造穴现场试验,结果表明:相较于直接预抽煤层瓦斯,采用高压射流冲孔造穴结合瓦斯抽采的措施可节省钻孔工程量,强化瓦斯抽采效果,且掘进过程中消除突出危险更有效,提高巷道的掘进速度,能够保证矿井安全生产。     

高瓦斯低渗透煤层冲孔造穴卸压增透技术及装备应用

针对我国高瓦斯低透气性煤层瓦斯抽采困难、极易导致煤与瓦斯突出的现状,分析了现有煤层瓦斯抽采的各种技术措施,研究了冲孔造穴的卸压增透原理,指出冲孔造穴是实现高瓦斯低透气性煤层卸荷增透的关键技术,并对我国水力冲孔造穴技术装备的研发进展进行了系统总结分析。在寺家庄煤矿和平煤八矿开展典型现场试验结果表明,采用目前广泛应用的煤层水力钻冲一体化装备和煤层机械扩孔一体化装备能够高效进行高瓦斯煤层扩孔造穴,降低煤层钻孔施工量,提高煤层透气性系数23.9倍以上,提高钻孔瓦斯抽采浓度和纯量在2倍以上。     

穿层高压水力冲孔造穴增透消突技术探讨

为了实现煤巷高效安全掘进,在玉溪煤矿中央辅助运输大巷进行了穿层高压水力冲孔造穴技术试验。试验结果表明,水力冲孔造穴对煤层瓦斯快速抽采和煤层卸压消突效果显著,钻孔抽采瓦斯量提高了7到15倍,冲出的软煤达到2~2.5 t。     

突出煤层穿层抽放钻孔增透技术实践

为了提高突出煤巷掘进工作面的掘进速度,文章提出利用煤层底板岩石巷道施工穿层瓦斯抽放钻孔大面积预抽,掩护煤巷掘进,采用水力冲孔、高压注水、压风增透技术,可提高穿层钻孔瓦斯抽放效率,实现突出煤巷掘进工作面快速安全掘进。     

穿层钻孔预抽煤层瓦斯水力增透关键技术研究

高瓦斯突出煤层预抽瓦斯消突是突出矿井煤巷掘进前的主要技术措施。由于我国煤矿煤层透气性低,原始煤层预抽煤层瓦斯效果差,抽放时间长,为提高低透气性高瓦斯突出煤层的瓦斯抽采效果,在振兴二矿11031下副巷底抽巷对比非增透区试验考察了水力冲孔增透区、水力冲孔+压裂增透区预抽瓦斯效果。试验结果表明,实施水力增透措施后,有效扩大了钻孔抽采瓦斯影响半径,提高了煤层的透气性,增加了瓦斯抽采量,区域瓦斯治理效果明显。     

顺层钻孔机械造穴增透技术及现场应用研究

余吾煤业为高瓦斯矿井,主采3号煤层瓦斯吸附性强、透气性差,属于较难抽放煤层。本煤层顺层钻孔区域预抽是工作面瓦斯治理的根本措施,普通钻孔存在钻孔工程量大、瓦斯抽采效率低等问题,推广应用水力造穴增透技术后,抽采效果显著。为进一步提高钻孔抽采效率,余吾煤业公司开展机械式造穴增透技术,并在N2106回风巷顺层钻孔开展效果考察试验,机械造穴钻孔平均抽采纯量达0.053 m³/min,为普通钻孔的4～5倍。     

高河能源低渗煤层分段水力造穴增透技术

高河能源3~#煤层属高瓦斯低渗煤层,随着煤层开采强度的增大,单一普通钻孔瓦斯抽采难以快速降低煤层瓦斯含量,采掘接替紧张问题日趋凸显。因此,为提高本煤层瓦斯抽采效率,强化煤层瓦斯抽采效果,有效缓减采掘接替紧张,对本煤层实施了分段水力造穴增透技术。现场试验结果表明,实施分段水力造穴增透技术后,与普通瓦斯抽采钻孔相比,单孔平均瓦斯抽采纯量可增加3～4倍,增透效果显著,但受钻孔倾角影响,水力造穴钻孔抽采瓦斯浓度普遍低于普通预抽钻孔,出现高流量低浓度的瓦斯抽采规律。研究成果可为其它低渗煤层分段水力造穴增透技术实施及相关参数选择提供科学借鉴。     

水力造穴技术在顺层钻孔的应用研究

余吾煤业是高瓦斯矿井,主采3号煤层,回采工作面利用顺层钻孔进行瓦斯预抽,钻孔施工量大、抽采效率低,导致钻孔抽采达标时间长。余吾煤业为增强煤层透气性,提高钻孔抽采效率,引进新型水力造穴设备分别在N1103胶顺、N1105胶顺、N1105回顺顺层钻孔进行水力造穴试验,并通过优化施工工艺、参数、造穴工艺来提高造穴效果。水力造穴钻孔平均抽采流量0.04 m 3/min,为普通钻孔的4倍。     

新元煤矿水力冲孔增透技术试验研究

松软低透高瓦斯突出煤层瓦斯含量高、透气性差、突出危险性大、瓦斯抽采效率低、治理难度大,严重制约着安全生产。研究结果表明:采用高效钻冲一体化设备进行水力冲孔造穴可有效解决松软低透高瓦斯突出煤层抽采效率低等问题;气相压裂、水力冲孔造穴联合方案抽采效果较差,现场不宜划分高瓦斯区域和瓦斯异常区域,统一按高瓦斯治理方案执行;确定出煤率为新元煤矿水力冲孔造穴实施效果的考察指标,残余瓦斯含量与出煤率呈负相关,3煤的出煤率不应小于2. 15‰。     

三软难抽煤层底抽巷抽采方法及效果研究

郑州矿区三软煤层属于低透气性难抽煤层,通过采用穿层钻孔高压水力冲孔增透卸压的方法,释放煤层瓦斯压力,提高煤体透气性,研究了抽采钻孔的封孔方法、分析了高压水力冲孔增透区域的瓦斯抽采效果及其参数,提高了煤体瓦斯预抽效果,解决了矿井煤层透气性差、瓦斯抽放效率低、钻孔工程量大的难题,最终形成一套适合矿井自身条件的穿层钻孔高压水力冲孔卸压增透技术,可为矿井的区域瓦斯治理提供技术支持。     

水力冲孔造穴技术在瓦斯抽放中的应用

为了加大采掘煤层透气系数及膨胀率,提高煤层瓦斯抽放效率,必须加强技术研究应用。水力冲孔造穴技术在潞安集团司马煤业公司3#煤层1208工作面瓦斯抽放中进行应用,实践证明缩短了瓦斯抽放时间,提高了成孔率及瓦斯抽放效率,瓦斯抽放取得了显著成效。