液态CO_2相变致裂增透技术在高瓦斯低透煤层的应用

针对平煤十三矿煤层的高瓦斯低透气性现状,为了提高矿井的瓦斯抽采量,采用了液态CO_2相变致裂技术进行强化抽采,试验研究了液态CO_2相变致裂技术在高瓦斯低透气性煤层中的增透机理和消突增透效果。通过对己15.17-11111运输巷底抽巷采取液态CO_2相变致裂技术,利用专门的液态CO_2相变致裂装置,在穿层钻孔中致裂爆破,可以使周围煤体产生裂隙,煤层透气性系数增大,试验结果表明:单孔瓦斯平均抽采体积分数是试验前的1.42倍,单孔瓦斯日平均抽采纯量是试验前的2.17倍,抽采衰减周期至少延长2倍以上,可有效提高煤层瓦斯预抽效果。     

基于液态CO_2相变致裂增透技术的煤层瓦斯治理

为增加低渗透高瓦斯煤层透气性,提高瓦斯抽采效率和利用率,减少瓦斯抽采周期,以FLAC~(3D)有限差分软件作为数值模拟求解工具,建立了液态CO_2相变气爆致裂增透的二维平面应变数值分析。通过对不同瓦斯压力对煤体致裂增透效应的模拟结果进行对比分析,得出一套适用于马堡煤矿瓦斯抽采的爆破方案,并在马堡煤矿152胶带下山进行了CO_2预裂爆破工业性实验。实验表明:经液态CO_2相变气爆后单孔瓦斯抽采浓度能达到普通钻孔抽采浓度的2～3倍。该技术的使用可以使煤体裂隙发育程度得到有效提高,改善瓦斯抽采效果,应用前景良好。     

液态CO_2相变致裂增透技术在低透气性煤层的应用

针对斜沟煤矿8#煤层透气性差、瓦斯抽采效率低的特点,通过理论分析及现场试验的方法,提出CO_2相变致裂增透技术;对比分析斜沟煤矿18205工作面爆破前后的瓦斯抽采参数,结果表明,实施CO_2相变致裂增透技术后,瓦斯抽采浓度和纯量均为实施前4倍以上,煤层透气性系数为实施前13.86倍,有效抽采影响半径为实施前3.75倍。液态CO_2致裂爆破技术有助于解决瓦斯抽采难题,保证了瓦斯抽采效果。     

液态CO_2预裂爆破增透技术试验研究

针对低透气性高瓦斯煤层,开发了液态CO2深孔预裂爆破技术及装备。阐述液态CO2预裂爆破的机理并开展现场试验。试验表明,预裂爆破后影响半径可达12m以上,抽采负压最大达到13998.8Pa;预裂钻孔及其影响范围内的抽放钻孔瓦斯浓度都有明显上升,部分钻孔抽采浓度能提高50%以上;预裂后钻孔瓦斯抽采流量显著提高,单孔最大抽采量达385.8m3/d,累计瓦斯抽采量能达到普通钻孔累计瓦斯抽采量的2~6倍;预裂后日均瓦斯抽采量长时间维持在一个较高水平,衰减系数不到普通钻孔的1/2。     

高压液态CO_2预裂煤层抽采瓦斯技术应用

针对西山煤电官地矿2#煤层的高瓦斯低透气性现状,采用了液态CO_2预裂技术预裂煤层进行强化抽采,详细分析了液态CO_2预裂煤层机理,并在22613工作面进行了工业试验。结果显示:采用液态CO_2预裂增透技术后,单孔瓦斯平均抽采体积分数由23.1%增至46.8%,增加了1.03倍,单孔瓦斯平均抽采纯量由0.003 m3/min增至0.008 m3/min,增加了1.67倍,在很大程度上缩短了瓦斯预抽时间,节约了瓦斯治理费用,为矿井的安全生产提供了保障。     

穿层预裂爆破技术的应用及分析

分析了预裂爆破裂隙演化原理,在岩巷施工预抽钻孔期间,利用预裂爆破增透技术,可以在短时间内,高效率抽采瓦斯,采前解除突出危险性。通过现场试验,分析相关爆破前后的钻孔抽采数据,得出爆破后的单孔平均瓦斯浓度可增加3.2~5倍,抽采纯量提高2.50~6.75倍,效果明显。     

西山矿区煤层顺层孔CO_2爆破增透试验研究

为提高西山矿区煤层透气性,缩短瓦斯抽采达标时间,分析了煤层顺层孔CO_2预裂增透技术可行性,模拟了CO_2预裂增透半径。研究结果表明:CO_2爆生气体计算压力大于围岩作用下煤体强度,CO_2爆破煤层增透具备技术可行性;数值模拟显示,经过CO_2预裂爆破后,预裂效果最好的是屯兰矿2#煤,煤层裂隙半径4.20 m;其次是屯兰矿8#煤,煤层裂隙半径3.90 m;再次是马兰矿8#煤,煤层裂隙半径3.45 m;最后是东曲矿8#煤,煤层裂隙半径3.30 m.现场试验表明,东曲矿8#煤爆破孔间距按65 m布置,压裂区平均单孔抽采纯流量是未压裂区的32倍。     

穿层预裂爆破技术在赵固二矿的应用

本文分析了预裂爆破裂隙演化原理,在岩巷施工预抽钻孔期间,利用预裂爆破增透技术,可以在短时间内、高效率抽采瓦斯,采前解除突出危险性。通过现场试验,分析相关爆破前后的钻孔抽采数据,得出爆破后的单孔平均瓦斯浓度可增加3.2~5倍,抽采纯量提高2.50~6.75倍,效果明显。     

基于CO_2爆破增透钻孔参数计算机数值研究

爆破参数对于增透、消除瓦斯突出、提高瓦斯抽采效果具有重要意义,基于数学计算的方法,采用计算机数值模拟对爆破前、多钻孔、不同爆破距离下的塑性区进行了研究,并进行了现场应用分析。研究结果表明,CO_2爆破前岩层几乎没有裂隙产生,原生裂隙发育度低;爆破后煤层透气性系数是爆破前的40倍,爆破后钻孔瓦斯抽采浓度平均提高了5.02倍。     

低透气性高瓦斯煤层CO2相变致裂强化增透技术

如何提高煤层透气性是低透气性高瓦斯矿井煤与瓦斯安全高效共采的关键.本文基于液态CO_2相变致裂工作原理,分析了爆破煤岩致裂与增透机理.结合陕西蒋家河煤矿ZF201工作面低透气性高瓦斯煤层地质生产条件,进行了爆破钻孔设计,确定了合理爆破有效影响半径等工艺参数.现场试验结果表明,采用液态CO_2爆破致裂增透技术后,提高瓦斯抽采纯量1.71倍,共抽采瓦斯105.4万m3,瓦斯抽采率提高到38.9%,促进了低透气性高瓦斯煤层工作面煤与瓦斯安全高效共采.