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题名碎软煤层顶板长钻孔定向压裂瓦斯超前治理工程实践
被引量：1
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作者
贾秉义
李树刚
陈冬冬
张群
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机构
中煤科工西安研究院(集团)有限公司
西安科技大学安全科学与工程学院
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出处
《煤田地质与勘探》
北大核心
2025年第3期34-43,共10页
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基金
国家自然科学基金面上项目(52174207)
中煤科工集团西安研究院有限公司科技创新基金项目(2021XAYJSQ07)。
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文摘
【目的和方法】针对碎软强突煤层瓦斯含量高、压力大,区域预抽钻孔施工过程中喷孔强度大易造成瓦斯超限,钻孔施工效率低等问题,在分析现有区域瓦斯超前抽采卸压技术现状及适应性、近煤层顶板钻孔间接压裂的裂缝扩展延伸特征研究基础上,提出了泥岩层顶板长钻孔套管内定向喷砂射孔分段水力加砂压裂区域瓦斯超前抽采卸压技术,并根据地层特征优化设计了钻孔孔身结构。在安徽淮北芦岭煤矿开展了现场工程试验,完成1个钻孔的钻探施工和套管固孔,孔深520 m,下入一级套管110 m,直径219 mm,二级套管520 m,直径114.3 mm,水泥浆带压固孔。分9段进行射孔压裂,累计射孔39次,形成78个孔眼;单段注液量210~420 m^(3),最大泵注压力17.8~28.3 MPa,加砂比例2.5%~3.3%。【结果与结论】压裂钻孔抽采第257天时,累计抽采瓦斯纯量超过8×10^(5)m^(3),区域预抽率达15.5%。压裂钻孔水平段左右两侧0~15 m和15~30 m范围内瓦斯体积分数降幅分别达27.05%和11.36%;距压裂钻孔平面距离0、15 m处瓦斯压力由2.78 MPa分别降低至1.14 MPa和1.75 MPa,压力降低幅度超过37%。区域瓦斯超前抽采卸压效果明显,技术可行性和有效性得到了验证。超前抽采卸压区域预抽钻孔百孔喷孔率和喷孔强度分别降低了57.89%和67.11%;预抽钻孔一次成孔率提高19%,补孔率降幅达74.87%,钻机施工平均台班效率同比提高了34%。预抽钻孔施工期间,未发生瓦斯异常事件,安全效益显著。该技术可为类似地质条件矿井瓦斯灾害超前治理提供借鉴,已进一步推广至淮南矿区。
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关键词
碎软煤层
超前抽采卸压
定向压裂
顶板长钻孔
泥岩
瓦斯抽采
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Keywords
broken-soft coal seam
advance gas drainage and pressure relief
directional fracturing
long borehole in the roof
mudstone
gas drainage
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分类号
TD713
[矿业工程—矿井通风与安全]
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