深部软弱破碎复合顶板煤巷稳定控制技术 被引量：46

1

作者 孟庆彬 孔令辉 +4 位作者 韩立军 李云 聂军委 李浩 高杰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期2554-2564,共11页

针对深部软弱破碎复合顶板矩形断面煤巷易冒顶、大变形、难支护等特点,基于锚杆和锚索支护理论,提出了兼具组合梁和组合拱承载效应的梁-拱锚固承载结构,分析了梁-拱锚固结构的几何特征,揭示了不同锚固参数条件下梁-拱锚固结构的形成过... 针对深部软弱破碎复合顶板矩形断面煤巷易冒顶、大变形、难支护等特点,基于锚杆和锚索支护理论,提出了兼具组合梁和组合拱承载效应的梁-拱锚固承载结构,分析了梁-拱锚固结构的几何特征,揭示了不同锚固参数条件下梁-拱锚固结构的形成过程及演化规律,反映了不同支护形式下煤巷顶板的锚固结构效应。采用FLAC^(3D)模拟研究了4种支护技术方案条件下深部软弱破碎复合顶板煤巷围岩位移与塑性区损伤扩展演化规律,揭示了不同支护技术方案对矩形断面煤巷围岩的控制效果,验证了采用基于梁-拱锚固结构的深部软弱破碎复合顶板矩形断面煤巷支护技术方案的合理性,并进行了井下工业性试验。监测结果表明,采用"梁-拱锚固结构"支护技术方案有效地控制了深部软弱破碎复合顶板煤巷离层与大变形,维持了深部软弱破碎复合顶板煤巷围岩与支护结构的稳定及安全。 展开更多

关键词 深部 软弱破碎煤巷 复合顶板 梁-拱锚固结构 FLAC^3D数值模拟

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上提综采面破碎顶板片帮冒顶分析与控制技术研究 被引量：22

2

作者 程详 赵光明 +1 位作者 孟祥瑞 徐铖辉 《西安科技大学学报》 CAS 2012年第4期420-426,433,共8页

片帮冒顶是制约综采工作面安全高效开采的主要因素之一。为了控制上提综采面片帮冒顶,研究了工作面片帮冒顶的机理,分析了煤壁片帮、冒顶的主要因素,包括地质构造影响、顶板破碎、邻近工作面采动影响、矿压因素等;运用FLAC3D软件,通过... 片帮冒顶是制约综采工作面安全高效开采的主要因素之一。为了控制上提综采面片帮冒顶,研究了工作面片帮冒顶的机理,分析了煤壁片帮、冒顶的主要因素,包括地质构造影响、顶板破碎、邻近工作面采动影响、矿压因素等;运用FLAC3D软件,通过数值方法,分析了邻近工作面开采对上提面的影响,结果表明,由于受邻近面采动影响,工作面发生片帮冒顶的几率较大。在以上研究的基础上,提出了采用注射马丽散加固煤帮控制片帮冒顶方案。方案实施后,有效地控制了端面冒顶和大面积片帮,使该工作面转向正规循环作业。 展开更多

关键词 上提综采工作面 破碎顶板 煤壁片帮 冒顶 数值模拟 马丽散

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禾二矿浅埋破碎顶板切顶成巷试验研究 被引量：48

3

作者 何满潮 郭鹏飞 +1 位作者 王炯 王浩 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期391-398,共8页

针对浅埋薄煤层沿空留巷在工作面回采后垮落带内顶板不易垮落、沿空巷道动压显现剧烈的关键问题,通过关键理论分析、数值模拟、现场工程地质条件分析等手段,对浅埋深、薄煤层、破碎顶板条件下的切顶成巷技术开展研究,并在该条件下的禾... 针对浅埋薄煤层沿空留巷在工作面回采后垮落带内顶板不易垮落、沿空巷道动压显现剧烈的关键问题,通过关键理论分析、数值模拟、现场工程地质条件分析等手段,对浅埋深、薄煤层、破碎顶板条件下的切顶成巷技术开展研究,并在该条件下的禾草沟二号煤矿1105工作面回风顺槽进行现场应用。通过数值模拟,对比分析了切顶不充分和切顶充分时沿空巷道围岩应力分布及巷道围岩位移,结果表明：切顶充分时,采空区顶板对沿空巷道顶板动压影响大大减弱,巷道围岩变形较小,能够保证留巷效果。根据禾草沟二号煤矿浅埋、破碎顶板开采顶板运动模式和矿压显现特征,确定了切缝角度和恒阻锚索支护等关键参数,为浅埋、破碎顶板切顶卸压自动成巷的成功应用奠定基础,提出了切顶卸压自动成巷的预裂爆破参数设计、自动成巷支护技术;通过对禾草沟二号煤矿1105工作面回风顺槽留巷的工程地质条件分析,运用切顶成巷技术原理进行了留巷设计,并应用到现场,取得较好的应用效果。 展开更多

关键词 浅埋深 薄煤层 破碎顶板 切顶成巷 数值模拟 关键参数 工程应用

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综采工作面大倾角破碎顶板片帮冒顶防治技术 被引量：23

4

作者 李文昌 段文军 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2008年第2期6-8,54,共4页

梧桐庄矿311综采工作面煤层顶板破碎、开采煤层倾角达到20~30,°工作面煤壁片帮严重、冒顶事故频繁。通过采取化学注浆加固煤岩体技术,提高了煤岩体稳定性,消除了因工作面煤壁片帮引起的顶板事故,保证了工作面顺利回采。

关键词 综采工作面 破碎顶板 大倾角仰斜开采 煤壁片帮 锚注浆加固

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薄煤层破碎顶板综采工作面“拖管”式充填试验研究 被引量：6

5

作者 张新国 郭惟嘉 +1 位作者 李杨杨 刘德春 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1263-1269,共7页

针对黄河北薄煤层、薄基岩、厚冲积层、顶板破碎、吨煤利润低、地表建筑物密集、全部跨落采煤地表下沉大等问题,在对综采架后自压式矸石充填、(似)膏体充填和(超)高水充填及高位离层注浆充填对比分析的基础上,提出了综采架后垮落带"... 针对黄河北薄煤层、薄基岩、厚冲积层、顶板破碎、吨煤利润低、地表建筑物密集、全部跨落采煤地表下沉大等问题,在对综采架后自压式矸石充填、(似)膏体充填和(超)高水充填及高位离层注浆充填对比分析的基础上,提出了综采架后垮落带"拖管"充填的概念。结合赵官煤矿1703综采工作面开采技术条件,相似材料模拟试验和原生矸石、淋浆矸石压实度仿真试验,提出了"冒落"矸石压实分区和残余碎胀系数概念和"拖管"式充填时间-空间模型及工艺系统,并在该工作面试验成功。结果表明:薄煤层、破碎顶板、缓仰斜工作面,在不改造支架、不需堵漏的情况下进行垮落带"拖管"式充填是可行的;根据采-充量预计地表下沉系数为0.4,地表最大下沉量为50 cm。 展开更多

关键词 薄煤层 破碎顶板 综采工作面 “拖管”式充填 冒落矸石压实分区 残余碎胀系数

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综放开采散体顶煤初始煤岩分界面特征及控制方法 被引量：18

6

作者 王家臣 宋正阳 《煤炭工程》 北大核心 2015年第7期1-4,共4页

综放开采中,初始煤岩分界面作为后续移架放煤过程的约束边界,其发育过程和形态特征对后续放煤效果影响很大。以散体介质流思想为基础,结合室内散体顶煤放出三维模拟试验和PFC3D数值模拟结果,建立散体顶煤初始煤岩分界面的力学模型并进... 综放开采中,初始煤岩分界面作为后续移架放煤过程的约束边界,其发育过程和形态特征对后续放煤效果影响很大。以散体介质流思想为基础,结合室内散体顶煤放出三维模拟试验和PFC3D数值模拟结果,建立散体顶煤初始煤岩分界面的力学模型并进行深入分析。结果表明,初始煤岩分界面斜率上小下大的根本原因是煤岩分界面上不同位置所受侧向压力不同,放煤步距和破碎成散体的直接顶厚度是控制初始煤岩分界面形态的重要因素。提出了破碎直接顶合理厚度的确定方法和计算公式,从而达到控制散体顶煤初始煤岩分界面形态使其利于后续移架放煤的目的。 展开更多

关键词 散体顶煤 初始煤岩分界面 放煤步距 放煤漏斗 破碎直接顶厚度

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井下碎软煤层顶板加砂分段压裂瓦斯高效抽采技术 被引量：6

7

作者 孙四清 李文博 《工矿自动化》 北大核心 2022年第12期101-107,共7页

碎软煤层瓦斯治理常采用的底板穿层钻孔抽采瓦斯方式存在掘进工程量大、治理周期长、钻孔揭煤段短、抽采治理效果受限等问题,顺层短孔抽采方式存在成孔性差、抽采钻孔短、抽采区域小等问题。通过统计淮北、淮南、焦作、晋城、阳泉5个典... 碎软煤层瓦斯治理常采用的底板穿层钻孔抽采瓦斯方式存在掘进工程量大、治理周期长、钻孔揭煤段短、抽采治理效果受限等问题,顺层短孔抽采方式存在成孔性差、抽采钻孔短、抽采区域小等问题。通过统计淮北、淮南、焦作、晋城、阳泉5个典型碎软煤层矿区煤层及其顶底板围岩力学参数和地应力,可得顶板岩层弹性模量为碎软煤层的2.56~6.71倍,泊松比为煤层的0.48~0.84倍,分析认为碎软煤层顶板岩层具有高弹性模量、低泊松比特征,顶板较碎软煤层更易压裂改造。参考地面煤层气水平井顶板加砂分段压裂思路,提出了井下碎软煤层顶板加砂分段压裂瓦斯抽采思路,即在煤层顶板稳定岩层中施工定向长钻孔(与煤层距离一般小于10 m),对钻孔由里向外逐段携砂压裂,形成以定向长钻孔将岩层完全联通、煤岩层中压裂缝网将煤层充分沟通的多级缝网,通过支撑剂保障缝网处于开启状态,实现碎软煤层瓦斯顶板定向长钻孔大区域高效抽采。建立了山西新景矿煤业有限责任公司某工作面3号煤层顶板加砂压裂地质模型,采用FracproPT软件对煤层及顶板水力加砂压裂进行数值模拟,得出顶板压裂裂缝在垂直方向上主要向煤层延伸,在水平方向上压裂缝长为煤层压裂缝长的3.49倍,表明碎软煤层顶板间接压裂较煤层直接压裂效果更好。在该工作面3号煤层顶板施工2个609 m定向长钻孔进行水力加砂分段压裂瓦斯抽采工程应用试验,2个钻孔压裂影响半径为20~38 m,压裂钻孔瓦斯抽采纯量分别为1025.11,2810.60 m^(3)/d,百米瓦斯抽采纯量为同区域顺层未压裂钻孔的5.6~15.4倍,实现了碎软煤层大区域瓦斯高效抽采。 展开更多

关键词 瓦斯抽采 碎软煤层 顶板定向钻进 水力加砂分段压裂

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韩城矿区碎软煤层顶板梳状孔水力压裂瓦斯抽采工程实践 被引量：28

8

作者 王建利 陈冬冬 贾秉义 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期17-21,共5页

韩城矿区碎软煤层发育,煤层透气性差,本煤层钻孔钻进困难,瓦斯抽采效果差。顶板梳状孔水力压裂技术结合了水力压裂技术和定向钻进技术二者的优势,是解决碎软低渗煤层瓦斯抽采难题的有效技术途径。在韩城矿区王峰煤矿3号煤层顶板粉砂岩... 韩城矿区碎软煤层发育,煤层透气性差,本煤层钻孔钻进困难,瓦斯抽采效果差。顶板梳状孔水力压裂技术结合了水力压裂技术和定向钻进技术二者的优势,是解决碎软低渗煤层瓦斯抽采难题的有效技术途径。在韩城矿区王峰煤矿3号煤层顶板粉砂岩中施工长钻孔并向煤层开分支,采用套管+封隔器座封的整体压裂方式进行水力压裂工程试验。钻孔总长度344 m,有效压裂长度284 m,累计注水量874.79 m3,最大泵注压力9.4 MPa。试验结束后对钻孔瓦斯抽采相关参数连续监测86 d,钻孔瓦斯抽采体积分数27%~51%,平均42.11%,钻孔瓦斯抽采纯量8.25~21.41 m3/min,平均17.02 m3/min,钻孔累计抽采瓦斯量约210万m3。与常规的穿层钻孔水力冲孔技术相比,该技术百米钻孔瓦斯抽采量提高了11.48倍,初步证明了该技术在碎软煤层瓦斯强化抽采领域的适用性。 展开更多

关键词 碎软煤层 顶板梳状孔 水力压裂 瓦斯强化抽采 韩城矿区

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断层影响下采场顶板的破断规律研究 被引量：2

9

作者 甄亚彬 赵玉成 王子波 《煤炭工程》 北大核心 2013年第9期71-74,共4页

特殊地质赋存下顶板破断规律及压力分布的掌握对于煤炭开采过程液压支架的受力情况把握及支架选型具有非常重要的意义。基于UDEC软件对断层影响下采场顶板的破断规律进行了分析,研究了断层的不同带宽和产状对采场顶板最大下沉值和应力... 特殊地质赋存下顶板破断规律及压力分布的掌握对于煤炭开采过程液压支架的受力情况把握及支架选型具有非常重要的意义。基于UDEC软件对断层影响下采场顶板的破断规律进行了分析,研究了断层的不同带宽和产状对采场顶板最大下沉值和应力的影响规律,得到了不同断层分布影响下采场顶板的破断规律,这些将为断层影响下采区顶板的支护提供一定的理论指导。 展开更多

关键词 UDEC 断层 采场顶板 破断规律

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极破碎顶板松软煤层支架选型及抱采工艺实践 被引量：10

10

作者 倪建明 李桂臣 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2012年第4期14-17,共4页

为解决极破碎松软厚煤层工作面煤壁片帮和架前端冒顶难题,以芦岭煤矿极松软9煤综放开采为工程背景,分析了传统综放开采工艺特点,结合现场工程实践,研究了无梁端距抱采放顶煤工艺,其特点是通过加长顶梁实现无梁端距条件下采煤,设置800 m... 为解决极破碎松软厚煤层工作面煤壁片帮和架前端冒顶难题,以芦岭煤矿极松软9煤综放开采为工程背景,分析了传统综放开采工艺特点,结合现场工程实践,研究了无梁端距抱采放顶煤工艺,其特点是通过加长顶梁实现无梁端距条件下采煤,设置800 mm伸缩梁保证超前支护,借助铲煤板铲平顶煤,带压移架,充分利用煤壁片帮进行采煤。针对此工艺特点,提出了该回采工艺合理的"三机"配套技术,并在芦岭煤矿特定地质条件下开展工业性试验,煤炭月产量达10万t,效果良好。 展开更多

关键词 极破碎顶板 松软煤层 抱采放顶煤工艺 液压支架

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极近距离薄煤层破碎顶板下综采实践 被引量：3

11

作者 曹善华 王建新 郭平 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2013年第10期42-45,共4页

为了解决破碎顶板条件下的薄煤层综采技术难题,四川华蓥山广能公司自主研制了MG2×150/421-PFD双滚筒采煤机、SGZ730/320-LT型中双链式刮板输送机、ZY3400/6.5/14型工作面液压支架和ZYZT3600/14/28型端头液压支架等综采设备,并在李... 为了解决破碎顶板条件下的薄煤层综采技术难题,四川华蓥山广能公司自主研制了MG2×150/421-PFD双滚筒采煤机、SGZ730/320-LT型中双链式刮板输送机、ZY3400/6.5/14型工作面液压支架和ZYZT3600/14/28型端头液压支架等综采设备,并在李子垭煤矿11041工作面进行了现场工艺性试验。试验结果表明,工作面"三机"设备配套合理,开采机械自动化程度大幅提高,成功实现了在破碎顶板条件下厚度小于1 m的薄煤层综合机械化开采,试验期间工作面安全推进654.8 m,累计产煤56 377 t,最大工作面月安全推进度219.6 m,最大工作面月产煤量25 349 t。 展开更多

关键词 薄煤层 综采工作面 “三机”设备配套 破碎顶板

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大采高综放开采降低含矸率途径分析 被引量：9

12

作者 范志忠 于雷 于海勇 《中国煤炭》 北大核心 2011年第2期59-62,共4页

柳塔矿12#煤层韧性高,厚度变化大,直接顶较破碎,在大采高综放条件下,面临顶煤回收率低和含矸率高的问题。通过数值模拟,研究了破碎顶板条件下坚硬顶煤的冒放特征,分析了矸石混入的两个路径,测试了不同放煤工艺下,工作面回收率和含矸率指... 柳塔矿12#煤层韧性高,厚度变化大,直接顶较破碎,在大采高综放条件下,面临顶煤回收率低和含矸率高的问题。通过数值模拟,研究了破碎顶板条件下坚硬顶煤的冒放特征,分析了矸石混入的两个路径,测试了不同放煤工艺下,工作面回收率和含矸率指标,认为顶煤、直接顶的冒放特征对含矸率有重要影响,提出了降低含矸率的技术途径。 展开更多

关键词 大采高 综放工作面 采出率 含矸率 浅埋煤层 破碎顶板

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大断面厚层破碎煤顶综放切巷桁架锚索支护技术 被引量：3

13

作者 臧思茂 曲建光 +2 位作者 韩红强 何富连 杨彦宏 《中国煤炭》 北大核心 2009年第10期47-49,52,共4页

针对庞庞塔煤矿10#煤层10101综放面切巷存在断面大、顶板为松散破碎厚层煤顶的情况,根据桁架锚索支护系统的特点和技术原理,结合现场条件设计了科学实用的支护方案。

关键词 桁架锚索 破碎煤顶 大断面

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碎软低渗煤层顶板水平井分段压裂煤层气高效抽采模式 被引量：168

14

作者 张群 葛春贵 +6 位作者 李伟 姜在炳 陈家祥 李彬刚 吴建国 巫修平 刘嘉 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期150-159,共10页

碎软低渗煤层的煤层气高效抽采一直是制约我国煤层气产业化发展和煤矿瓦斯灾害防治的技术瓶颈。以安徽淮北矿区芦岭煤矿8号碎软低渗煤层为研究对象,通过开展现场调研、分析测试、理论分析、水力压裂物理模拟和数值模拟等工作,提出了碎... 碎软低渗煤层的煤层气高效抽采一直是制约我国煤层气产业化发展和煤矿瓦斯灾害防治的技术瓶颈。以安徽淮北矿区芦岭煤矿8号碎软低渗煤层为研究对象,通过开展现场调研、分析测试、理论分析、水力压裂物理模拟和数值模拟等工作,提出了碎软低渗煤层的煤层气顶板岩层水平井分段压裂高效抽采模式,揭示了该模式下水力压裂裂缝的扩展延伸规律及控制机理,构建了该模式实施的主要工艺流程。研究结果表明:顶板岩层相对脆性、裂缝扩展压力较高,碎软煤层相对塑性、裂缝扩展压力低。在顶板岩层水平井进行套管射孔和水力压裂,顶板岩层中产生的压裂裂缝,在垂向上向下扩展伸延并穿入碎软煤层;同时在水平方向上也快速扩展延伸,由此产生的牵引作用撕裂下部碎软煤层形成较长的压裂裂缝。数值模拟结果显示,在给定的压裂施工参数条件下,顶板岩层中压裂在碎软煤层中形成的压裂裂缝长度,是直接在碎软煤层中压裂形成的压裂裂缝长度的6.7倍。碎软煤层和顶板岩层中形成的这些压裂裂缝在后续加砂压裂过程中被充填,成为煤层气从下部煤层向顶板岩层水平井运移的导流通道。显然,采用这种抽采模式,碎软低渗煤层可以获得良好的压裂改造效果。研究成果应用于淮北矿区芦岭煤矿煤层气顶板岩层水平井抽采示范工程,取得了很好的产气效果,水平井单井曾连续3,6,12个月平均日产气量分别为10 358,9 039,7 921 m^3,截至2017-11-16,已累计产气500万m^3,日产气量仍在3 200 m^3以上,创造了我国碎软低渗煤层的煤层气水平井气产量的新记录。 展开更多

关键词 煤层气 碎软低渗煤层 顶板岩层水平井 分段压裂 高效抽采模式 裂缝扩展规律 工程应用

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碎软煤层顶板梳状长钻孔水力压裂区域瓦斯高效抽采模式 被引量：19

15

作者 陈冬冬 王建利 +1 位作者 贾秉义 席杰 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期29-36,共8页

瓦斯区域超前治理是实现煤矿安全、高效及智能化开采的重要保障,针对碎软煤层区域瓦斯高效抽采难题,以陕西韩城矿区3号煤层为研究对象,提出井下煤层顶板梳状长钻孔水力压裂区域瓦斯抽采模式。采用理论分析、数值模拟和现场试验等多手段... 瓦斯区域超前治理是实现煤矿安全、高效及智能化开采的重要保障,针对碎软煤层区域瓦斯高效抽采难题,以陕西韩城矿区3号煤层为研究对象,提出井下煤层顶板梳状长钻孔水力压裂区域瓦斯抽采模式。采用理论分析、数值模拟和现场试验等多手段相结合的方法,验证模式适用性,阐明紧邻煤层顶板梳状钻孔压裂裂缝延展规律、抽采机理和压裂曲线特征,进而建立适用于500 m孔深的集地质条件动态分析、分段水力压裂、封隔器遇阻解卡和压裂范围连续探查于一体的顶板梳状长钻孔裸眼分段水力压裂关键技术体系,实现煤层顶板梳状钻孔主孔轨迹距离煤层5 m左右、多段均匀压裂、压裂范围全孔监测和孔内事故高效处理。以此为基础,在韩城桑树坪二号井开展2孔次的工程实践:压裂主孔深度588 m、距3号煤层2 m左右,单孔压裂6段,压裂范围探查深度381 m、压裂影响半径20 m以上;压裂后,钻孔抽采瓦斯平均体积分数40%以上、瓦斯抽采量1 m3/min以上,抽采效果是常规钻孔的4倍,120 d瓦斯抽采有效半径可达9 m,实现了碎软煤层瓦斯区域高效抽采。并提出了适用于碎软煤层大区域瓦斯抽采以及高瓦斯压力碎软强突煤层远程区域抽采卸压等规模化应用技术思路。 展开更多

关键词 区域瓦斯超前抽采技术 水力压裂 顶板梳状长钻孔 碎软煤层 煤层增透

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破碎顶板小煤柱动压巷道支护技术研究 被引量：3

16

作者 李广兴 吴建星 《煤矿开采》 北大核心 2013年第2期49-51,44,共4页

针对漳村煤矿2105工作面回风巷小煤柱动压巷道,煤岩体比较破碎,巷道围岩应力比较高,顶板容易产生离层破坏,支护非常困难的特点,采用了改进的高预应力长短锚索组合支护系统,具有锚固深度大,预应力水平高等特点,矿压监测表明,显著减小了... 针对漳村煤矿2105工作面回风巷小煤柱动压巷道,煤岩体比较破碎,巷道围岩应力比较高,顶板容易产生离层破坏,支护非常困难的特点,采用了改进的高预应力长短锚索组合支护系统,具有锚固深度大,预应力水平高等特点,矿压监测表明,显著减小了巷道的变形,能够解决破碎顶板小煤柱动压巷道难题。 展开更多

关键词 破碎顶板 小煤柱 动压巷道 强力锚索 高预应力

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淋涌水型破碎顶板煤巷锚网索控制技术研究 被引量：2

17

作者 王海平 马长青 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第12期102-107,共6页

为解决煤巷掘进过程中淋涌水破碎顶板等复杂困难条件下的煤巷围岩控制难题,结合团柏煤矿10号煤层巷道顶板淋涌水量大、直接顶层理裂隙发育充分,掘进过程中顶板极易破碎,且陷落柱构造较多,顶板完整性受到影响等情况,采用传统工字钢被动... 为解决煤巷掘进过程中淋涌水破碎顶板等复杂困难条件下的煤巷围岩控制难题,结合团柏煤矿10号煤层巷道顶板淋涌水量大、直接顶层理裂隙发育充分,掘进过程中顶板极易破碎,且陷落柱构造较多,顶板完整性受到影响等情况,采用传统工字钢被动支护后,出现不同程度的破坏,断层、陷落柱等复杂构造区易发生垮冒事故。通过现场调研、煤岩取样及试验分析,得出导致煤巷围岩破坏的主要因素。阐述淋涌水破碎顶板条件下的防治控制措施,提出应用防水锚固剂锚固的高预应力锚网索联合控制技术,并利用FLAC数值模拟来优化设计参数。在10-110(1)运输巷进行现场试验,矿压数据分析结果表明支护效果良好。 展开更多

关键词 淋涌水破碎顶板 煤巷 防水锚固剂 快速拉格朗日分析(FLAC) 高预应力 锚网索

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紧邻碎软煤层的顶板岩层水平井开发煤层气技术 被引量：39

18

作者 许耀波 朱玉双 张培河 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期70-75,共6页

煤体结构破碎和渗透率低是碎软煤层"有气难出"的主要原因。为了提高该类储层的煤层气产量,以淮北矿区芦岭井田8号煤层为例,从水平井钻井、压裂和排采控制等3个方面加以综合考虑,基于紧邻碎软煤层的顶板岩层水平井开发煤层气... 煤体结构破碎和渗透率低是碎软煤层"有气难出"的主要原因。为了提高该类储层的煤层气产量,以淮北矿区芦岭井田8号煤层为例,从水平井钻井、压裂和排采控制等3个方面加以综合考虑,基于紧邻碎软煤层的顶板岩层水平井开发煤层气的思路,在对顶板水平井穿层压裂裂缝扩展规律进行研究的基础上,对顶板水平井位置进行了优化,探索形成了紧邻碎软煤层的顶板岩层水平井开发煤层气技术,并进行了现场试验。研究结果表明:(1)顶板岩层水平井穿层压裂过程中形成的垂直裂缝能够从高应力值的顶板岩层向下延伸到低应力值的煤层中,且水平井的位置对穿层压裂效果会产生重要的影响,水平井距离煤层越近,穿层压裂裂缝延伸的效果越好;(2)水平井的位置应布置在距离煤层顶界1.5 m范围的顶板内,这样才能最大限度地满足顶板水平井的增产改造要求;(3)形成了"优质、快速、安全"钻井技术,深穿透定向射孔技术,"大排量、大规模、高前置液比、中砂比"活性水压裂技术等3项关键技术;(4)工程实践取得了较好的产气效果。结论认为,紧邻碎软煤层顶板岩层水平井开发煤层气技术可行,该研究成果为碎软煤层的煤层气开发提供了一条新的技术途径。 展开更多

关键词 紧邻碎软煤层 煤层气 顶板岩层 水平井 开发技术 穿层压裂 裂缝扩展规律 物理模拟 井位布置

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薄基岩破碎顶板脆裂煤体工作面注浆加固技术 被引量：24

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作者 于洪 李春元 付振江 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2013年第12期23-26,共4页

为解决深部薄基岩破碎顶板脆裂煤体煤壁易片帮及顶板易冒落的问题,以赵固一矿11131工作面为研究对象,采用现场观测的方法得到了煤体裂隙发育及顶板冒落的特征,采用宾汉流体的扩散运动方程计算得出工作面煤壁处浆液的最大扩散半径,提出... 为解决深部薄基岩破碎顶板脆裂煤体煤壁易片帮及顶板易冒落的问题,以赵固一矿11131工作面为研究对象,采用现场观测的方法得到了煤体裂隙发育及顶板冒落的特征,采用宾汉流体的扩散运动方程计算得出工作面煤壁处浆液的最大扩散半径,提出了计算注浆钻孔仰角的方法,优化了注浆钻孔的布置形式,对工作面煤体片帮区及煤壁破碎区进行注浆加固。结果表明:工作面注浆加固后,煤壁片帮及顶板冒落事故大幅减少,推进速度由3.2 m/d提高至6.7 m/d。 展开更多

关键词 破碎顶板 脆裂煤体 片帮 冒顶 注浆加固

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煤矿井下长钻孔分段水力压裂技术研究进展及发展趋势 被引量：35

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作者 孙四清 李文博 +10 位作者 张俭 陈冬冬 赵继展 郑凯歌 龙威成 王晨阳 贾秉义 杜天林 刘乐 杨欢 戴楠 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期1-15,共15页

“十三五”以来,围绕“我国煤矿井下煤层区域增透瓦斯高效抽采和坚硬顶板岩层弱化区域治理”两大难题,将定向长钻孔与分段压裂技术结合,通过技术攻关与装备研发及工程试验,在煤矿井下定向长钻孔分段水力压裂技术和装备研发及工程示范应... “十三五”以来,围绕“我国煤矿井下煤层区域增透瓦斯高效抽采和坚硬顶板岩层弱化区域治理”两大难题,将定向长钻孔与分段压裂技术结合,通过技术攻关与装备研发及工程试验,在煤矿井下定向长钻孔分段水力压裂技术和装备研发及工程示范应用等方面均取得了明显进展。主要表现在如下4个方面:(1)开发了适合于煤矿井下煤岩层裸眼定向长钻孔不动管柱和动管柱两种分段水力压裂工艺技术与工具,不动管柱分段压裂工程应用钻孔长度突破了500 m,单孔压裂实现了5段;动管柱分段压裂钻孔长度工程应用突破了800 m,单孔压裂实现了17段。(2)研发了煤矿井下低压端加砂压裂泵组和高压端加砂压裂装置,低压端加砂泵组压力达到了70 MPa,排量达到90 m^(3)/h,携砂比达到20%;高压端加砂压裂装备耐压能力达到55 MPa,一次连续加砂压裂的砂量达到750 kg;低压端和高压端加砂装备均在现场进行了工程应用,应用结果表明装备均具有较好携砂压裂能力。(3)建立了碎软煤层围岩分段压裂和硬煤顺层钻孔分段压裂区域增透瓦斯高效抽采技术模式,前者在山西阳泉矿区和陕西韩城矿区应用钻孔瓦斯抽采纯量均值分别达到了2811 m^(3)/d和1559 m^(3)/d,后者在陕西彬长矿区应用钻孔瓦斯抽采纯量达到了2491 m^(3)/d。(4)探索出了坚硬顶板强矿压煤矿井下定向长钻孔分段水力压裂主动超前区域弱化治理的新模式,工程应用钻孔长度突破了800 m,坚硬顶板分段水力压裂治理后,顶板来压步距、动载系数和最高压力值较未压裂区分别下降了18.9%~70.6%,5.8%~7.9%,13.7%~19.4%,有效治理了工作面坚硬顶板引起的强矿压灾害。随着煤矿井下分段水力压裂技术改进和煤矿智能开采发展的实际需要,提出了煤矿井下大排量高压力智能压裂泵组、井下长钻孔裸眼分段压裂智能工具等装备和煤矿井−地联合分段水力压裂技术研发方向,以更好地推动煤矿井下水力压裂技术与装备发展,为煤矿安全高效绿色智能开采提供技术和装备支撑。 展开更多

关键词 定向长钻孔 分段水力压裂 碎软煤层 瓦斯抽采 坚硬顶板 区域增透 区域弱化 煤矿井下

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