松软煤层井下水力压裂增透技术及应用

针对松软煤层弹性模量、抗压强度和抗拉强度较低,泊松比、孔隙压缩系数较高,易发生塑性变形等特点,将松软煤层井下水力压裂划分为煤体压密、裂缝起裂与裂缝扩展3个阶段,提出压裂工艺参数选择的参考原则,并在松软煤层典型矿区开展水力压裂现场试验。对压裂效果进行考察分析表明,在合理选择压裂工艺参数的前提下,水力压裂对于松软煤层增透作用明显。     

采煤工作面顺层钻孔分段水力压裂增渗试验

低透气性突出煤层顺层钻孔预抽回采工作面瓦斯具有工程量大,抽采效率低等特点,为此,采用顺煤层分段水力压裂实现煤储层增透。寺家庄矿15#煤层属于低透气性突出煤层,在15301工作面开展了顺煤层分段水力压裂强化抽采试验,利用自主研发的拖动式双封隔器分段封孔装备及工艺,满足压裂孔稳定、快速封隔,可实现全孔段分三段及以上逐级开展压裂。对比压裂区和非压裂顺层钻孔瓦斯抽采效果,压裂区平均浓度为35.1%,非压裂区为6.0%,压裂区浓度是非压裂区的5.9倍;压裂区百孔纯量为3.6 m3/min,非压裂区为0.3 m3/min,压裂区百孔纯量是非压裂区的11.2倍。     

注水煤层瓦斯运移规律研究现状与发展方向

对煤层进行注水是目前比较常见的增加瓦斯抽采效率的方式,研究注水煤层瓦斯运移规律有助于丰富瓦斯渗流理论,而且还是合理部署水力化措施进行瓦斯抽采的理论依据。对注水煤层瓦斯运移规律的研究成果进行了系统的梳理,就相关理论陈列的观点进行了详细的分析。指出了注水煤层瓦斯运移规律研究的发展方向:考虑水的各项性质对煤体吸附解吸规律的研究;基于外部环境的变化对注水煤层瓦斯运移规律的研究;注水条件下基于瓦斯非线性渗流规律条件下建立更为精细的多物理场耦合理论的研究。     

厚硬顶煤多维水力压裂增加冒放性技术

针对厚硬煤层放顶煤开采时顶煤冒放性差的问题,通过现场试验研究了超前水力压裂结合支架间水力压裂的过程规律,考察了采取措施后顶煤的冒放效果。结果表明：①超前水力压裂的压力峰值在14MPa至20MPa之间,压裂总时间在74分钟至138分钟之间。H1号孔和H3号孔比H2号孔的压裂持续时间长、压力峰值高；②支架间水力压裂的压力峰值在18MPa至22MPa之间,压裂总时间在15分钟至27分钟之间。上端头的水压峰值较下端头水压峰值更高,压裂持续时间也更长；③超前水力压裂钻孔较深,控制范围大,压裂时间长但压力峰值低；支架间水力压裂钻孔浅,控制范围小,压裂时间短但压力峰值高;超前水力压裂钻孔平均注水量约为支架间水力压裂钻孔平均注水量的5倍；④试验工作面水力压裂稳定期的放煤高度较未进行水力压裂区域增加82%,已接近最佳采放比。     

综放面瓦斯涌出影响因素及防治技术

介绍了综采放顶煤工作面瓦斯涌出特点和来源,分析了影响综采放顶煤工作面瓦斯涌出的开采层瓦斯含量、工作面的开采强度、邻近层瓦斯涌出和地面大气压力的变化等因素,对上隅角瓦斯治理、改变通风方式、顶板瓦斯排放巷、顶板瓦斯抽采钻孔、均压技术等瓦斯防治技术措施在综放面中的应用进行了探讨。     

放顶煤开采顶煤初次垮落动力学分析

运用ANSYS10.0的瞬态分析模块模拟了不同采放比顶煤初次垮落过程的应力状态变化,分析了顶煤初次放顶时煤体弹性能、瓦斯膨胀能等的变化情况.研究表明,在同等条件下,随采放比增加,顶煤初次垮落时发生瓦斯动力灾害的可能性增大.     

钻杆类型对松软煤层顺层钻孔排渣的影响

针对松软煤层顺层钻孔压风排渣困难的问题,通过现场试验分析2种钻孔施工中风压和风量的变化规律,确定了最小风压及其计算方法。结果表明:由于钻杆结构的不同,相同风压下,三棱钻杆比圆钻杆更容易排渣,在相同深度下圆钻杆的最小供风压力比三棱钻杆大;2种类型钻杆在施工过程中随深度增加风量均呈现下降的趋势,而圆钻杆下降的趋势的绝对量比三棱钻杆大;随着施工深度的增加,2种钻杆钻屑量均呈增加的趋势,在同一深度三棱钻杆明显比圆钻杆钻屑量要大;圆钻杆与孔壁的排渣空间要小于三棱钻杆,在钻进速度相同的情况下,煤屑在三棱钻杆钻孔中的阻塞几率要小于圆钻杆,三棱钻杆更容易将钻屑顺利地排出,而且还有利于瓦斯的排放。     

岳城矿预抽地面井采动影响数值模拟研究

为提高地面井抽采效率及优化地面井井位选择，基于岳城矿1301_下工作面概况、岩层参数及综合柱状图，采用FLAC^3D构建岳城矿综采工作面数值计算模型，对采场覆岩运移规律进行模拟计算分析。通过模拟1301_下综采工作面回采情况，分析了采动过程顶底板塑性区变化及覆岩应力变化规律，得到了综采工作面推进至预抽井附近时的应力演化特征，并进一步分析了综采工作面推进至预抽井附近时的应力演化特征，为预抽井井位优选提供了理论依据。