大直径顶板定向长钻孔替代高抽岩巷的瓦斯抽采效果分析 被引量：34

1

作者 李宏 马金魁 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期304-310,共7页

为进一步提高采空区裂隙带瓦斯抽采效果以保障工作面回采期间安全,提出了一种大直径顶板定向长钻孔(?203 mm)进行采动区裂隙带瓦斯定向抽采技术,并对其施工工艺、钻孔布置合理层位及抽采效果进行了研究。结果表明,钻孔布置的合理垂直高... 为进一步提高采空区裂隙带瓦斯抽采效果以保障工作面回采期间安全,提出了一种大直径顶板定向长钻孔(?203 mm)进行采动区裂隙带瓦斯定向抽采技术,并对其施工工艺、钻孔布置合理层位及抽采效果进行了研究。结果表明,钻孔布置的合理垂直高度45~50 m,钻孔与工作面回风侧的水平间距40 m。与高抽岩巷、普通顶板高位钻孔等常规采动区瓦斯治理方法相比,大直径顶板定向长钻孔的抽采量与高抽岩巷相当,是普通顶板高位孔抽采量的2.04倍;工程量大幅度降低,大直径顶板定向长钻孔既能实现高效率抽采,又达到节约工程量、降低施工成本等效果。大直径顶板定向长钻孔的成功应用为以孔代巷及传统顶板高位孔工艺的改进提供了实践基础和发展方向。 展开更多

关键词 大直径顶板定向长钻孔 高抽岩巷 瓦斯抽采 裂隙带 瓦斯富集区

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定向长钻孔区域压裂技术在深埋煤层顶板卸压的应用

2

作者 李高锋 梁健龙 +3 位作者 陈昆 李宝平 胡鹏飞 李培 《煤炭技术》 CAS 2025年第1期32-36,共5页

为了对深部工作面顶板有效卸压,避免回采时顶板来压产生巨大的冲击载荷,降低冲击危险性,针对浅孔水力压裂卸压因深度和钻孔角度限制,压裂区域难以有效作用到整个回采工作面的上覆岩层区域的问题,以雅店煤矿ZF1407工作面为背景,采用定向... 为了对深部工作面顶板有效卸压,避免回采时顶板来压产生巨大的冲击载荷,降低冲击危险性,针对浅孔水力压裂卸压因深度和钻孔角度限制,压裂区域难以有效作用到整个回采工作面的上覆岩层区域的问题,以雅店煤矿ZF1407工作面为背景,采用定向长钻孔水力区域压裂技术对顶板进行预裂,改变围岩深部应力状态和能量积聚程度,以达到控制巷道围岩变形和高效卸压的效果。研究结果表明:压裂前后压裂层位内部裂隙分布发生了较大的变化,压裂岩层中产生了大量裂隙。微震事件分布向工作面聚拢,工作面超前分布距离降低80%,微震事件单日总能量平均值降低63.3%,微震事件单日总频次平均值降低72.5%。长钻孔区域压裂技术对厚硬岩层进行压裂控制,能够降低厚硬岩层的破断步距和能量释放强度,有利于减弱厚硬岩层破断失稳对下伏回采空间的冲击作用,卸压效果明显。 展开更多

关键词 深埋矿井 定向长钻孔区域水力压裂 顶板卸压 微震监测

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煤矿坚硬顶板定向长钻孔瓦斯抽采技术的应用研究

3

作者 王福胜 《西部探矿工程》 2025年第1期135-137,共3页

为解决工作面回采时瓦斯大量涌出制约高产高效的难题,以东曲矿28210工作面为工程背景,通过分析工作面瓦斯赋存条件及瓦斯来源,瓦斯来源主要以采空区和下邻近层为主。因此,需要对内错距离、负压、钻孔层位和孔径等参数进行分析,有效确定... 为解决工作面回采时瓦斯大量涌出制约高产高效的难题,以东曲矿28210工作面为工程背景,通过分析工作面瓦斯赋存条件及瓦斯来源,瓦斯来源主要以采空区和下邻近层为主。因此,需要对内错距离、负压、钻孔层位和孔径等参数进行分析,有效确定采空区瓦斯。分析回采数据发现,顶板定向长钻孔垂高15~18m,钻孔控制工作面宽度45m处呈现出来的抽采效果最佳。在顶板定向长钻孔瓦斯抽采技术应用的过程中,呈现出来的日产量明显增高,发现上隅角瓦斯浓度从0.72%下降到0.4%,能够满足采空区瓦斯治理需求,确保了工作面安全、高效回采。 展开更多

关键词 坚硬顶板 以孔代巷 定向长钻孔 瓦斯抽采

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高瓦斯煤层工作面顶板定向长钻孔瓦斯抽采技术研究

4

作者 张晓峰 《能源与节能》 2025年第1期143-145,共3页

为实现高瓦斯矿井采煤工作面采空区及卸压瓦斯的有效治理,以2301采煤工作面为研究对象,将顶板定向长钻孔应用到采空区顶板裂隙瓦斯抽采中,并对现场应用效果进行了分析。结合2301采煤工作面现场地质条件、理论计算结果及以往钻孔瓦斯抽... 为实现高瓦斯矿井采煤工作面采空区及卸压瓦斯的有效治理,以2301采煤工作面为研究对象,将顶板定向长钻孔应用到采空区顶板裂隙瓦斯抽采中,并对现场应用效果进行了分析。结合2301采煤工作面现场地质条件、理论计算结果及以往钻孔瓦斯抽采经验,合理确定了顶板定向长钻孔的位置,并给出了施工技术方案。工程应用后,顶板定向长钻孔瓦斯抽采效果显著,可有效拦截采空区瓦斯,2301采煤工作面回采期间回风隅角瓦斯体积分数控制在了0.55%以内。现场实践表明,顶板定向长钻孔可实现采空区顶板裂隙瓦斯的高效抽采,改变了采空区瓦斯的流动方向,是一种较为经济有效的瓦斯治理措施。 展开更多

关键词 煤炭开采 采空区瓦斯 顶板定向长钻孔 瓦斯拦截

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象山矿井12506工作面顶板定向长钻孔瓦斯抽采技术 被引量：1

5

作者 陈卫东 《陕西煤炭》 2024年第7期88-94,共7页

针对象山矿井12506工作面钻孔服务有效周期较短,钻孔瓦斯抽采浓度和抽采量不稳定的问题,研究采用顶板定向长钻孔来代替原有的瓦斯治理措施。通过确定高位顶板裂隙带抽采钻孔的最佳层位和有效控制范围,制定顶板定向长钻孔瓦斯抽采技术应... 针对象山矿井12506工作面钻孔服务有效周期较短,钻孔瓦斯抽采浓度和抽采量不稳定的问题,研究采用顶板定向长钻孔来代替原有的瓦斯治理措施。通过确定高位顶板裂隙带抽采钻孔的最佳层位和有效控制范围,制定顶板定向长钻孔瓦斯抽采技术应用方案。现场施工表明,在顶板定向长钻孔的瓦斯抽采模式下,1号钻场的抽采效果显著提升,抽采浓度在4%~25%,整体抽采浓度为12.7%,抽采纯量达到12.29 m^(3)/min;同样,2号钻场单孔抽采浓度在17%~22%,整体抽采浓度为20.3%,抽采纯量达到19.74 m^(3)/min。工作面上隅角瓦斯浓度降至0.4%,有效遏制了上隅角瓦斯超限事故,为矿井提供更有效的瓦斯管控,确保矿井安全运营,抽采效果达到预期目标。 展开更多

关键词 顶板 定向长钻孔 瓦斯抽采 上隅角

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李村煤矿顶板定向长钻孔瓦斯抽采参数优化研究 被引量：2

6

作者 申海生 邹虎 +5 位作者 刘垒 赵春洲 王彦敏 曹良伟 田锦绣 田珑 《煤炭工程》 北大核心 2024年第1期98-104,共7页

针对高抽巷工程量大、成本高、影响采掘接替等问题,分析了顶板定向长钻孔的合理布置范围、抽采机理及关键影响因素,并根据正交实验和方差分析确定了抽采效果敏感性指标。在李村煤矿1305工作面进行了顶板定向长钻孔代替高抽巷的试验,试... 针对高抽巷工程量大、成本高、影响采掘接替等问题,分析了顶板定向长钻孔的合理布置范围、抽采机理及关键影响因素,并根据正交实验和方差分析确定了抽采效果敏感性指标。在李村煤矿1305工作面进行了顶板定向长钻孔代替高抽巷的试验,试验结果表明:顶板定向长钻孔达到了高抽巷瓦斯抽采的效果,将上隅角瓦斯浓度控制在安全范围内,且其施工进度快,成本低,有效解决了李村矿采掘接替紧张的局面。 展开更多

关键词 顶板定向长钻孔 高抽巷 采空区 抽采参数优化

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厚煤层坚硬顶板工作面定向长钻孔区域压裂技术及应用 被引量：2

7

作者 刘宝玉 李国平 艾敬国 《陕西煤炭》 2024年第5期67-72,共6页

煤矿开采中常用全部垮落法管理工作面采空区顶板,当工作面上覆岩层存在坚硬顶板时,一旦顶板悬顶重量达到自身承载极限时,极易发生大面积冒顶事故,造成设备损毁和人员伤亡。针对雅店煤矿工作面回采时上覆坚硬顶板难垮落,长距离悬顶问题,... 煤矿开采中常用全部垮落法管理工作面采空区顶板,当工作面上覆岩层存在坚硬顶板时,一旦顶板悬顶重量达到自身承载极限时,极易发生大面积冒顶事故,造成设备损毁和人员伤亡。针对雅店煤矿工作面回采时上覆坚硬顶板难垮落,长距离悬顶问题,采用定向长钻孔区域压裂技术,打破坚硬顶板在垮落时出现的整体性、瞬时性问题。结果表明,压裂后微震能量同比下降约15%,压裂中期、后期各自30 d内高能事件数量分别下降67%和11%;采动影响范围缩小,压裂区域整体来压步距明显降低,压裂区域的来压强度减小。保障工作面的安全高效生产,形成适合雅店煤矿地质条件下的区域卸压技术体系。 展开更多

关键词 坚硬顶板 周期来压 定向长钻孔 区域压裂

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顶板定向长钻孔层位设计及瓦斯抽采效果分析 被引量：1

8

作者 石军 《江西煤炭科技》 2024年第3期221-223,共3页

针对双柳煤矿32(3)15工作面回采期间采空区内及顶板裂隙瓦斯涌出量大的问题,采用煤层顶板定向长钻孔抽采采空区顶板裂隙带瓦斯及采空区瓦斯,充分发挥定向长钻孔钻进精度高、钻进距离长的优势,提高瓦斯抽采效果。结合32(3)15工作面现场... 针对双柳煤矿32(3)15工作面回采期间采空区内及顶板裂隙瓦斯涌出量大的问题,采用煤层顶板定向长钻孔抽采采空区顶板裂隙带瓦斯及采空区瓦斯,充分发挥定向长钻孔钻进精度高、钻进距离长的优势,提高瓦斯抽采效果。结合32(3)15工作面现场情况确定钻孔合理布置位置,并制定钻孔钻进技术方案。新方案现场应用后,定向长钻孔瓦斯抽采浓度、纯量分别稳定在为18%、3.2~4.9 m^(3)/min,回风隅角位置瓦斯浓度降至0.4%,瓦斯治理效果显著。 展开更多

关键词 瓦斯抽采 顶板定向长钻孔 抽采效果 回风隅角瓦斯浓度

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坚硬顶板定向长钻孔瓦斯抽采技术的应用

9

作者 李晓鹏 《西部探矿工程》 CAS 2024年第10期141-143,共3页

煤炭作为全球能源结构的重要组成部分,在满足日益增长的能源需求方面扮演着关键角色。然而,煤炭开采过程中面临的重大挑战之一就是矿井瓦斯问题。瓦斯(主要成分为甲烷)不仅是一种潜在的温室气体,而且在高浓度下还构成严重的安全隐患,可... 煤炭作为全球能源结构的重要组成部分,在满足日益增长的能源需求方面扮演着关键角色。然而,煤炭开采过程中面临的重大挑战之一就是矿井瓦斯问题。瓦斯(主要成分为甲烷)不仅是一种潜在的温室气体,而且在高浓度下还构成严重的安全隐患,可能导致爆炸事故,威胁矿工的生命安全。旨在探讨坚硬顶板定向长钻孔瓦斯抽采技术的原理及其对煤矿安全生产和环境保护的影响,同时就其具体应用提出了建议,以期为相关领域的研究与实践提供参考。 展开更多

关键词 坚硬顶板定向长钻孔 瓦斯抽采 技术 应用

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定向钻进技术与装备在顶板大直径长钻孔中的应用 被引量：7

10

作者 段会军 郝世俊 王毅 《煤矿机械》 北大核心 2020年第10期145-148,共4页

针对目前综采工作面顶板钻孔成孔深度浅、钻进效率低、有效孔段少等问题,提出了采用ZDY6000LD(B)履带钻机、YHD2-1000(A)高精随钻测量系统等定向钻进装备进行顶板走向大直径定向长钻孔的成孔技术,以提高顶板长钻孔成孔精度、孔深及孔径... 针对目前综采工作面顶板钻孔成孔深度浅、钻进效率低、有效孔段少等问题,提出了采用ZDY6000LD(B)履带钻机、YHD2-1000(A)高精随钻测量系统等定向钻进装备进行顶板走向大直径定向长钻孔的成孔技术,以提高顶板长钻孔成孔精度、孔深及孔径,改善采空区瓦斯抽采效果。在某矿井进行了现场试验,完成4个顶板大直径定向长钻孔,单孔最深孔深633 m,钻孔孔径达φ133 mm,试验总进尺2439 m,平均孔深609 m,有效抽采孔段保持在528~573 m,占总孔深的89%~92%,对于提高钻孔抽采利用率具有显著效果。 展开更多

关键词 定向钻进装备 大直径定向钻进技术 顶板走向长钻孔 钻进效果 有效孔段

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基于大直径顶板高位定向长钻孔的瓦斯抽采关键参数研究 被引量：5

11

作者 刘向忠 李鹏伟 谢建林 《山西焦煤科技》 CAS 2021年第4期4-8,共5页

为进一步降低瓦斯抽采风险和成本,提高瓦斯抽采效率,以山西焦煤集团有限责任公司东曲煤矿28210工作面为研究对象,采用理论计算、数值模拟和现场试验相结合的分析方法,探讨了综采工作面采空区覆岩运移特性,在此基础上确立了利用大直径顶... 为进一步降低瓦斯抽采风险和成本,提高瓦斯抽采效率,以山西焦煤集团有限责任公司东曲煤矿28210工作面为研究对象,采用理论计算、数值模拟和现场试验相结合的分析方法,探讨了综采工作面采空区覆岩运移特性,在此基础上确立了利用大直径顶板高位定向长钻孔抽采卸压瓦斯的关键性参数。研究结果表明:高位大直径定向钻孔的合理布设位置为顶板上36~50 m,深入采空区距离以15~45 m为宜。施工后回采过程中工作面上隅角的瓦斯浓度始终在0.4%以下,而钻场平均抽采浓度和平均抽采量均随工作面推进呈现一定的规律性,实践验证了大直径顶板高位定性长钻孔可有效保障煤炭安全生产,促进煤与瓦斯共采,为矿井灾害防治与资源合理利用提供了技术方向。 展开更多

关键词 大直径顶板高位定向长钻孔 瓦斯抽采 裂隙带 瓦斯富集区 抽采率

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厚煤层顶板定向大直径长钻孔瓦斯抽采技术研究与应用 被引量：3

12

作者 刘洋 王维德 +2 位作者 张洪雨 闫保永 李艳奎 《能源与环保》 2023年第10期44-48,共5页

目前煤层顶板定向钻孔不同程度存在着一次性成孔孔径小、二次扩孔工序繁杂;钻孔层位及配套设备选择不合理,导致钻孔钻进速度慢、塌孔严重、成孔长度短等问题,直接影响瓦斯抽采效果。针对该问题,通过对煤层顶板覆岩岩性、采空区覆岩垮落... 目前煤层顶板定向钻孔不同程度存在着一次性成孔孔径小、二次扩孔工序繁杂;钻孔层位及配套设备选择不合理,导致钻孔钻进速度慢、塌孔严重、成孔长度短等问题,直接影响瓦斯抽采效果。针对该问题,通过对煤层顶板覆岩岩性、采空区覆岩垮落后裂隙发育规律以及瓦斯运移规律进行综合分析,优化了钻孔层位选择及设计参数;根据岩性、钻孔设计孔径及钻进长度,选配了扭矩23 kN·m的打钻设备。钻孔负角度钻进过程中,采取快速出渣、综合护孔等关键技术,有效提升了钻孔成孔速度。通过工程实践,钻孔钻进效率提升至129 m/d,单孔成孔长度达到1 071 m,实现了直径153 mm定向钻孔一次性成孔并沿走向一次性覆盖整个工作面,实现了大直径长钻孔高效瓦斯抽采。 展开更多

关键词 大直径钻孔 定向长钻孔 负角度钻进 瓦斯抽采

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新集二矿顶板定向长钻孔瓦斯抽采效果试验研究 被引量：16

13

作者 胡良平 孙海涛 +1 位作者 杨慧明 张荻 《矿业安全与环保》 北大核心 2017年第2期45-48,69,共5页

为研究顶板定向长钻孔瓦斯抽采技术的效果及投资成本,针对新集二矿煤层赋存条件及瓦斯抽采需求,结合该矿210100工作面现场试验的观测结果,分析了顶板定向长钻孔瓦斯抽采效果,并与其他顶板瓦斯抽采技术进行了对比。现场试验数据分析表明... 为研究顶板定向长钻孔瓦斯抽采技术的效果及投资成本,针对新集二矿煤层赋存条件及瓦斯抽采需求,结合该矿210100工作面现场试验的观测结果,分析了顶板定向长钻孔瓦斯抽采效果,并与其他顶板瓦斯抽采技术进行了对比。现场试验数据分析表明:在同等瓦斯治理效果条件下,顶板定向长钻孔治理回采工作面瓦斯技术,其投资比顶板高抽巷节约44.8%、工期缩短30.0%,比顶板高位钻孔投资略少、工期缩短47.5%。试验表明,布置顶板定向长钻孔治理回采工作面瓦斯的技术方案性价比较高。 展开更多

关键词 瓦斯抽采 顶板 定向长钻孔 高抽巷 高位钻孔 抽采效果 投资成本

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煤层巨厚砂岩顶板定向长钻孔水力压裂矿震防治技术研究 被引量：10

14

作者 谢华东 张静非 +3 位作者 王富刚 闫宪洋 侯俊华 张俭 《中国矿业》 2021年第12期106-111,共6页

针对东滩矿工作面采掘期间易造成煤层巨厚砂岩顶板应力失稳等问题,以63_(上)03工作面巷道及上覆岩层为施工区域,通过岩性分析、关键层判断及现场实际综合比较,确定关键层位施工顶板定向长钻孔,并进行水力压裂,为东滩矿煤层巨厚砂岩顶板... 针对东滩矿工作面采掘期间易造成煤层巨厚砂岩顶板应力失稳等问题,以63_(上)03工作面巷道及上覆岩层为施工区域,通过岩性分析、关键层判断及现场实际综合比较,确定关键层位施工顶板定向长钻孔,并进行水力压裂,为东滩矿煤层巨厚砂岩顶板定向长钻孔分段水力压裂矿震防治提供技术支撑。结果表明:选定二叠系山西组上段中砂岩层、侏罗系三台组下段细砂岩层为钻孔施工关键层位;完成4个顶板定向长钻孔钻探施工,形成顶板连续滑动钻进工艺,单孔孔深为519~800 m,总进尺2517 m;通过4个钻孔的分段压裂工程施工形成了东滩矿煤层顶板双封单卡后退式分段压裂工艺,分段压裂施工累计25段,总注水量为1286 m^(3),施工压力为17.1~32.8 MPa,压力曲线明显反映了破裂点,最大压力降低幅度超过10 MPa;水力压裂施工大幅度降低了震级大于2级和1~2级微震事件的发生频次,同时压裂后的工作面支架循环末阻力平均值降低了1.2 MPa,周期来压步距降低了7.3 m,治理矿震的效果较为有效。 展开更多

关键词 定向长钻孔 巨厚砂岩顶板 水力压裂 矿震 微震事件

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定向长钻孔超前疏放顶板水技术在枣泉煤矿的应用 被引量：20

15

作者 方俊 张杰 《煤炭工程》 北大核心 2016年第7期56-59,共4页

枣泉煤矿是我国西北侏罗系顶板裂隙水害典型代表矿井,主要受顶板直罗组砂岩含水层威胁,且存在大量烧变岩水,严重影响矿井正常生产。为了解决常规钻孔疏放顶板水时存在的施工工期和疏放周期长等问题,在11202工作面形成前,采用随钻测量定... 枣泉煤矿是我国西北侏罗系顶板裂隙水害典型代表矿井,主要受顶板直罗组砂岩含水层威胁,且存在大量烧变岩水,严重影响矿井正常生产。为了解决常规钻孔疏放顶板水时存在的施工工期和疏放周期长等问题,在11202工作面形成前,采用随钻测量定向钻进技术施工的定向长钻孔及分支孔对顶板直罗组砂岩含水层和烧变岩水进行了超前疏放,共完成4个定向长钻孔和5个分支孔,总进尺2589m,最大钻孔深度603m,单孔最大瞬时放水量64.8m^3/h,疏放周期三个月时共放水57440m^3,解除了顶板水害隐患,减少了工作面准备时间,确保了巷道掘进和工作面回采的安全。 展开更多

关键词 顶板水 烧变岩水 定向长钻孔 超前疏放

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坚硬顶板定向长钻孔水力压裂卸压瓦斯抽采研究 被引量：14

16

作者 马彦阳 吴教锟 +1 位作者 冯仁俊 李良伟 《矿业安全与环保》 北大核心 2022年第6期52-56,共5页

为了解决焦坪矿区特厚煤层坚硬顶板综放工作面瓦斯防治难题,通过顶板定向长钻孔分段水力压裂技术,以陕西崔家沟能源有限公司2305综放工作面为对象进行工程应用研究。现场施工定向长钻孔3个,最大单孔长度602 m。采用倒退式分段压裂工艺对... 为了解决焦坪矿区特厚煤层坚硬顶板综放工作面瓦斯防治难题,通过顶板定向长钻孔分段水力压裂技术,以陕西崔家沟能源有限公司2305综放工作面为对象进行工程应用研究。现场施工定向长钻孔3个,最大单孔长度602 m。采用倒退式分段压裂工艺对3个定向长钻孔进行水力压裂,累计注液量983.1 m~3,总压裂时间5231 min,单段最大峰值压力37.5 MPa。试验结果表明:经过顶板定向长钻孔水力压裂,工作面初次来压步距缩短29.37%,定向长钻孔平均抽采甲烷体积分数及纯量分别提高了1.92倍和1.57倍,本煤层区域预抽甲烷体积分数及纯量分别提升了1.79倍和2.01倍,初采初放阶段绝对瓦斯涌出量降低19.9%。顶板定向长钻孔分段水力压裂技术通过高压水精准预裂,降低坚硬顶板完整性,增加顶煤及围岩裂隙发育程度,拓展瓦斯运移通道,提高卸压瓦斯抽采效果,研究成果可为焦坪矿区类似地质条件下瓦斯治理提供技术参考。 展开更多

关键词 分段水力压裂 坚硬顶板 定向长钻孔 瓦斯抽采 初采初放 卸压瓦斯

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高瓦斯煤层群顶板定向长钻孔抽采技术研究 被引量：19

17

作者 张育磊 《矿业安全与环保》 北大核心 2022年第1期59-64,共6页

为了解决近距离煤层群瓦斯易超限问题,提出采用顶板定向长钻孔抽采技术。以万峰煤矿1201工作面为工程背景,采用数值模拟和理论计算方法,研究煤层开采后对邻近煤层的影响及合理的钻孔布置位置。受煤层开采影响,上下邻近煤层会发生卸压,... 为了解决近距离煤层群瓦斯易超限问题,提出采用顶板定向长钻孔抽采技术。以万峰煤矿1201工作面为工程背景,采用数值模拟和理论计算方法,研究煤层开采后对邻近煤层的影响及合理的钻孔布置位置。受煤层开采影响,上下邻近煤层会发生卸压,导致瓦斯解吸,为了保障抽采效果,顶板定向长钻孔应布置在靠近回风巷的断裂带,在水平方向上要避开重新压实区。现场应用结果表明,瓦斯抽采过程可分为增长阶段、稳定阶段和衰减阶段,在稳定阶段抽采瓦斯浓度达60%~70%、瓦斯纯流量达5~6 m^(3)/min、上隅角瓦斯浓度维持在0.3%~0.4%,抽采效果较好;增长阶段和衰减阶段抽采效果有所降低,分析认为这是由于断裂带范围未发展到顶板定向长钻孔位置和钻孔高度降低后钻孔完整性遭到破坏所致,可采取辅助措施对这两个阶段的邻近层和采空区瓦斯进行加强抽采。 展开更多

关键词 近距离煤层群 瓦斯抽采 顶板定向长钻孔 数值模拟 理论计算 钻孔位置 抽采效果

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碎软低渗煤层顶板定向长钻孔水力加砂分段压裂工程应用 被引量：9

18

作者 刘乐 张俭 +2 位作者 方秦月 王晨阳 赵继展 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期91-100,共10页

随着矿井采掘活动不断向深部延伸,碎软、低渗煤层瓦斯抽采难度增加,矿井瓦斯治理面临更大挑战。常规水力压裂煤层增透措施存在压裂不均匀、压裂排量低、压裂覆盖范围小及裂缝易闭合等不足。基于此,提出碎软煤层顶板定向长钻孔水力加砂... 随着矿井采掘活动不断向深部延伸,碎软、低渗煤层瓦斯抽采难度增加,矿井瓦斯治理面临更大挑战。常规水力压裂煤层增透措施存在压裂不均匀、压裂排量低、压裂覆盖范围小及裂缝易闭合等不足。基于此,提出碎软煤层顶板定向长钻孔水力加砂分段压裂煤层增透区域瓦斯超前预抽的技术方案,研发了“定向喷砂射孔+加砂分段压裂”复合工艺技术,形成了多手段、多角度考察分段加砂压裂影响范围和压裂后煤层瓦斯抽采效果分析为一体的压裂效果评价方法。在山西阳泉矿区新景煤矿保安区北六、北七工作面开展工业性试验,完成2个压裂钻孔(孔深均为609 m)定向喷砂射孔、水力加砂分段压裂工程试验。累计定向喷砂射孔80次,其中1号压裂孔定向喷砂射孔30次,2号压裂孔定向喷砂射孔50次,砂比2%~3%、定向喷砂射孔压力22.6~28.6 MPa,共计注入射孔液1 072 m^(3),使用石英砂19.84 t。实施水力加砂分段压裂16段,1号压裂孔分6段压裂,2号压裂孔分10段压裂,单段注入压裂液153.76~235.11 m^(3)、平均砂比2.02%~2.56%、共计注入核桃壳砂36.48 t、压裂液2 808.57 m^(3)。采用孔内瞬变电磁法、微量示踪剂法等手段确定压裂影响半径20~38 m。统计压裂后1号钻场、2号钻场100 d瓦斯抽采数据,其中1号钻场平均瓦斯抽采体积分数43.97%,平均瓦斯抽采混合流量1.61 m^(3)/min,日均瓦斯抽采纯量1 025.11 m^(3);2号钻场平均瓦斯抽采体积分数23.17%,平均瓦斯抽采混合流量8.56 m^(3)/min,日均瓦斯抽采纯量2 810.6 m^(3)。1号钻场、2号钻场较邻近区域顺层钻孔瓦斯抽采分数提高了3.36倍和6.38倍,百米钻孔瓦斯抽采纯量提高了16.44倍和45.14倍;较千米钻孔瓦斯抽采体积分数提高10.53倍和19.99倍,百米钻孔瓦斯抽采纯量提高了5.61倍和15.42倍。结果表明,该技术在煤矿井下实现大排量、高砂比,连续水力压裂作业,压裂后煤层透气性显著提高,为碎软煤层区域瓦斯治理提供技术借鉴。 展开更多

关键词 碎软煤层 顶板定向长钻孔 加砂分段压裂 定向喷砂射孔 瓦斯抽采

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顶板定向长钻孔分段水力压裂防冲技术研究 被引量：15

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作者 吕玉磊 郑凯歌 白俊杰 《煤炭工程》 北大核心 2022年第10期68-74,共7页

针对目前煤矿常用的超前钻孔水力压裂切顶卸压手段无法良好的处理高厚度的坚硬复合顶板,基于煤矿井下多点拖动式裸眼分段压裂成套装备,形成了煤矿井下复合坚硬顶板超长钻孔分段压裂区域弱化解危工艺技术。通过“高-低”位定向长钻孔分... 针对目前煤矿常用的超前钻孔水力压裂切顶卸压手段无法良好的处理高厚度的坚硬复合顶板,基于煤矿井下多点拖动式裸眼分段压裂成套装备,形成了煤矿井下复合坚硬顶板超长钻孔分段压裂区域弱化解危工艺技术。通过“高-低”位定向长钻孔分段水力压裂的实施,使基本顶提前垮落触矸,对工作面顶板形成有效支撑,避免冲击地压的发生。并且在鄂尔多斯矿区采用煤矿井下定向长钻孔分段压裂的方法开展超前区域弱化解危治理,工程实践证明防治效果显著:在压裂过程中能够在岩体内部形成宏观裂隙与微观裂隙沟通的立体缝网,上覆岩层能够充分垮落,使其更快达到充分采动状态,降低上覆岩层悬顶达到极限跨距后突然失稳对工作面形成动载荷的风险,极大程度上降低了采动影响区域能量释放强度、周期来压强度和煤体内部超前应力峰值,有效减缓巷道变形。 展开更多

关键词 冲击地压 定向长钻孔 水力压裂 坚硬复合顶板 超前卸压

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晋城矿区顶板复杂地层大直径高位定向钻孔成孔技术研究 被引量：5

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作者 宋昱播 白刚 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2022年第11期155-158,共4页

针对晋城矿区3#煤层顶板地层复杂、高位定向钻孔成孔难的问题,在某矿3109综采工作面开展顶板复杂地层中大直径高位定向钻孔钻进成孔试验研究。提出了增大开孔段倾角、扩大造斜穿层段孔径、增大造斜段弯曲曲率及开分支孔等解决措施,首次... 针对晋城矿区3#煤层顶板地层复杂、高位定向钻孔成孔难的问题,在某矿3109综采工作面开展顶板复杂地层中大直径高位定向钻孔钻进成孔试验研究。提出了增大开孔段倾角、扩大造斜穿层段孔径、增大造斜段弯曲曲率及开分支孔等解决措施,首次在该矿成功施工4个孔深超过500 m、孔径达到φ153 mm的顶板高位定向钻孔。总结形成适用于晋城矿区顶板复杂地层中成孔的关键技术体系,为矿区内其他高瓦斯矿井综采工作面瓦斯治理提供了可靠的技术途径。 展开更多

关键词 顶板复杂地层 高位定向钻孔 大直径 试验研究 关键技术 瓦斯治理

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