急倾斜特厚煤层高压水力“割-压”钻孔周围煤体润湿范围演化规律研究 被引量：4

1

作者 刘旭东 范酒源 +2 位作者 王刚 鞠爽 马祖杰 《矿业安全与环保》 北大核心 2022年第1期20-26,共7页

为了明确急倾斜特厚煤层高压水力“割—压”钻孔间距的合理布置问题,采用数值仿真结合现场实测的方法,对单孔、双孔及六孔高压水力“割—压”钻孔周围煤体润湿范围进行分析。研究结果表明:在注水压力40 MPa、注水时间16 d左右时,六孔高... 为了明确急倾斜特厚煤层高压水力“割—压”钻孔间距的合理布置问题,采用数值仿真结合现场实测的方法,对单孔、双孔及六孔高压水力“割—压”钻孔周围煤体润湿范围进行分析。研究结果表明:在注水压力40 MPa、注水时间16 d左右时,六孔高压水力“割—压”钻孔饱和状态的注水湿润半径达15.3 m,可以更大范围地湿润煤体;与普通高压注水技术相比,采用水力割缝技术辅助湿润煤体时,钻孔周围煤体的注水润湿范围更大、注水效果更显著;在乌东煤矿北区+500 m水平45^(#)煤层现场实施高压水力“割—压”技术时,其“割—压”钻孔的布置间距选择30 m较为合理。 展开更多

关键词 急倾斜特厚煤层 高压水力“割-压”钻孔 数值模拟 润湿范围 钻孔间距

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低透气性煤层高压脉冲射流割缝-压裂增透技术应用研究 被引量：2

2

作者 秦江涛 覃俊 +1 位作者 龙称心 郭邵金 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2024年第5期23-28,共6页

针对盘州平关镇大坪煤矿18采区20号煤层复杂地质条件及瓦斯抽采难题,提出一种高压脉冲射流割缝导向压裂增透技术。为验证该技术效果,分析了其增透技术机理,并设计了4种试验方案进行对比分析。结果表明,采用高压脉冲射流割缝导向压裂方... 针对盘州平关镇大坪煤矿18采区20号煤层复杂地质条件及瓦斯抽采难题,提出一种高压脉冲射流割缝导向压裂增透技术。为验证该技术效果,分析了其增透技术机理,并设计了4种试验方案进行对比分析。结果表明,采用高压脉冲射流割缝导向压裂方案在瓦斯抽采效果方面显著优于其他方法,与普通抽采、高压脉冲射流割缝、高压水力压裂抽采瓦斯相比,其平均每日抽采瓦斯浓度分别提高了3.01倍、1.41倍和1.67倍;平均每日抽采瓦斯纯流量也相应提升了2.86倍、1.42倍和1.62倍。经过90 d的抽采,该方案的抽采影响半径达到了5.06 m,分别为普通抽采、高压脉冲射流割缝和高压水力压裂抽采方案的2.56倍、1.25倍和1.29倍;在抽采效果相同的条件下,钻孔施工时间分别比普通抽采、高压脉冲射流割缝和高压水力压裂方案缩短了60%、32%和20%,瓦斯抽采达标所需时间分别比普通抽采、高压脉冲射流割缝和高压水力压裂方案缩短了70%、50%和62%。高压脉冲射流割缝导向压裂技术对低透气性煤层瓦斯治理效果较为理想,可供类似矿井借鉴。 展开更多

关键词 低透气性煤层 瓦斯抽采 煤体增透 高压脉冲射流割缝 高压水力压裂

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高瓦斯中硬煤层超高压水力割缝卸压增透技术及应用 被引量：2

3

作者 王鹏 席志奇 +1 位作者 郝富昌 高保彬 《煤炭工程》 北大核心 2024年第8期177-182,共6页

为了提高高瓦斯中硬煤层卸压增透及瓦斯抽采效果,研究了顺层长钻孔超高压水力割缝技术,分析了其卸压增透机理,开展了超高压水力割缝现场试验,确定了等效割缝半径和有效瓦斯抽采半径,考察了超高压水力割缝技术的应用效果。研究结果表明:... 为了提高高瓦斯中硬煤层卸压增透及瓦斯抽采效果,研究了顺层长钻孔超高压水力割缝技术,分析了其卸压增透机理,开展了超高压水力割缝现场试验,确定了等效割缝半径和有效瓦斯抽采半径,考察了超高压水力割缝技术的应用效果。研究结果表明:超高压水力割缝技术具有切割速度快、切割半径大等特点,相当于在钻孔周围煤体开采极薄保护层,平均单刀割缝时间9 min,单刀出煤量0.32~0.42 t,等效割缝半径为1.55~1.78 m;超高压水力割缝组单孔平均抽采浓度76.5%,单孔平均抽采纯量为0.089 m^(3)/min,分别是普通钻孔的4.58倍和4.05倍,是水力冲孔的1.2倍和1.43倍,可见该技术可以大幅度提高卸压增透及瓦斯抽采效果。 展开更多

关键词 超高压水力割缝 中硬煤层 卸压增透 水力冲孔 高瓦斯

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顺层长钻孔超高压水力割缝增透技术研究与应用 被引量：51

4

作者 张永将 孟贤正 季飞 《矿业安全与环保》 北大核心 2018年第5期1-5,11,共6页

为解决低渗透性中硬煤层顺层钻孔抽采半径影响范围较小、抽采效果较差等问题,研究了工作面顺层长钻孔超高压水力割缝技术。通过应力波效应研究了水射流破煤机理,分析了超高压水力割缝卸压增透原理,研制出工作压力达100 MPa的超高压水力... 为解决低渗透性中硬煤层顺层钻孔抽采半径影响范围较小、抽采效果较差等问题,研究了工作面顺层长钻孔超高压水力割缝技术。通过应力波效应研究了水射流破煤机理,分析了超高压水力割缝卸压增透原理,研制出工作压力达100 MPa的超高压水力割缝成套装置,实现了超高压状态下不退出钻杆的钻割一体化工艺和远程操作功能,考察了超高压水力割缝参数,形成了顺层钻孔超高压水力割缝工艺技术。现场试验得出:割缝钻孔平均单刀出煤量为0.32 t,等效割缝半径达1.51～2.08 m;割缝后钻孔瓦斯抽采浓度同比提高了1.44倍,瓦斯抽采纯流量提高了3倍,有效抽采半径为对比普通钻孔的3.6倍,钻孔施工时间缩短约30%,抽采达标时间缩短40%左右。应用表明,采用超高压水力割缝增透技术后,煤层的透气性明显改善,达到了快速卸压增透的目的。 展开更多

关键词 瓦斯抽采 超高压水力割缝 钻割一体化 割缝工艺 煤层透气性 卸压增透

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基于双重介质渗流-应力耦合模型的高压压水试验渗透参数反演 被引量：2

5

作者 王锦国 韩智颖 +3 位作者 程伟 黄瑞瑞 尤琳 杨蕴 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第8期113-119,156,共8页

高压压水试验过程中岩体易发生水力劈裂产生裂隙,岩体内部孔隙、裂隙双重导水,渗流场和应力场相互作用,导致岩体渗透参数的时空变异性。基于高压压水试验反演渗透参数需考虑双重介质渗流-应力耦合作用下产生裂隙前后渗透系数的变化规律... 高压压水试验过程中岩体易发生水力劈裂产生裂隙,岩体内部孔隙、裂隙双重导水,渗流场和应力场相互作用,导致岩体渗透参数的时空变异性。基于高压压水试验反演渗透参数需考虑双重介质渗流-应力耦合作用下产生裂隙前后渗透系数的变化规律,利用渗流-应力耦合数值模型结合工程现场高压压水试验数据进行参数反演,计算得到不同压力阶段下灰岩岩体渗透率。主要结论如下:发生水力劈裂前,随着注液压力的增大,渗透率及孔隙水压力在不同压力阶段之间分界明显,渗透率反演值与规程公式计算值相近;发生水力劈裂后,岩体渗透率增大约2倍,孔隙介质渗透率和通过的流量出现陡减现象。 展开更多

关键词 高压压水试验 双重介质 渗流-应力耦合 渗透率 水力劈裂

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顺层长钻孔超高压水力割缝设备及技术研究 被引量：1

6

作者 左小康 邢玉忠 《煤炭工程》 北大核心 2019年第4期38-41,共4页

为了提高高河矿+450m水平北翼进风大巷顺层钻孔瓦斯抽采效率,保证+450m水平北翼进风大巷安全、快速掘进,研发了适合高河矿3#煤特征的GF-100型超高压水力割缝装置,对高压水钻进、割缝一体化技术可行性和实施方案进行了研究,并对割缝效果... 为了提高高河矿+450m水平北翼进风大巷顺层钻孔瓦斯抽采效率,保证+450m水平北翼进风大巷安全、快速掘进,研发了适合高河矿3#煤特征的GF-100型超高压水力割缝装置,对高压水钻进、割缝一体化技术可行性和实施方案进行了研究,并对割缝效果进行初步考察。结果表明,在已施工的顺层抽采钻孔基础上直接进行水力割缝二次增透,可以使割缝孔的抽采半径增大到2. 4m,减少近50%的施工量;单孔瓦斯流量可提高1. 8～3. 6倍。水力割缝技术可有效提高低渗透煤层的瓦斯抽采效率,值得推广。 展开更多

关键词 顺层长钻孔 超高压 水力割缝 瓦斯流量

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高瓦斯低透气性煤层深钻孔高压水力割缝增透技术 被引量：30

7

作者 梁银权 王进尚 冯星宇 《煤炭工程》 北大核心 2019年第6期99-102,共4页

为提高新田煤矿M9煤层瓦斯抽采效果,解决低透气性突出煤层抽采效率低及应力主导型煤层卸压效果差的难题,以新田煤矿1901工作面为研究背景,分析了深钻孔超高压水力割缝卸压增透机理,采用深钻孔与高压水力割缝相结合增透技术,加快了1901... 为提高新田煤矿M9煤层瓦斯抽采效果,解决低透气性突出煤层抽采效率低及应力主导型煤层卸压效果差的难题,以新田煤矿1901工作面为研究背景,分析了深钻孔超高压水力割缝卸压增透机理,采用深钻孔与高压水力割缝相结合增透技术,加快了1901掘进工作面抽采效率,减少了抽采达标时间,实现了1901掘进工作面'安全、科学、精准、经济、高效'的瓦斯灾害防治,有利于煤矿安全高效生产和可持续健康发展。 展开更多

关键词 高瓦斯 低透气性 突出煤层 深钻孔 超高压水力割缝 增透技术

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绿塘煤矿超高压水力割缝卸压增透效果考察及应用 被引量：20

8

作者 刘志伟 赵金明 +1 位作者 张仰强 张永将 《矿业安全与环保》 北大核心 2019年第1期43-46,共4页

为有效解决绿塘煤矿低透气性突出煤层煤巷掘进区域验证指标超标、瓦斯浓度超限导致的煤巷掘进效率低的问题,采用超高压水力割缝卸压增透技术在该矿6中S204回风巷煤巷条带进行试验与应用,考察确定了6中煤层的合理割缝压力、切割半径和抽... 为有效解决绿塘煤矿低透气性突出煤层煤巷掘进区域验证指标超标、瓦斯浓度超限导致的煤巷掘进效率低的问题,采用超高压水力割缝卸压增透技术在该矿6中S204回风巷煤巷条带进行试验与应用,考察确定了6中煤层的合理割缝压力、切割半径和抽采瓦斯纯流量等参数。结果表明:超高压水力割缝技术能够有效改善煤层透气性,大幅提高瓦斯抽采效率,煤巷掘进进度由20. 0～30. 0 m/月提高到87. 5 m/月,解决了低透气性突出煤层煤巷掘进瓦斯治理难题,可为类似矿区煤巷条带的瓦斯高效治理提供经验和技术指导。 展开更多

关键词 超高压 水力割缝 卸压增透 煤巷条带 高效治理 瓦斯抽采

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薛湖煤矿超高压水力割缝工艺参数优化试验 被引量：11

9

作者 陈洪涛 李太训 《工矿自动化》 北大核心 2020年第1期90-94,共5页

薛湖煤矿二2煤层瓦斯含量高、透气性差,采用顺层钻孔治理煤层瓦斯存在瓦斯抽采效果差、抽采达标时间长等问题,将超高压水力割缝技术应用于该煤层钻孔瓦斯抽采中。通过单因素试验确定了适用于薛湖煤矿二2煤层的超高压水力割缝优化工艺参... 薛湖煤矿二2煤层瓦斯含量高、透气性差,采用顺层钻孔治理煤层瓦斯存在瓦斯抽采效果差、抽采达标时间长等问题,将超高压水力割缝技术应用于该煤层钻孔瓦斯抽采中。通过单因素试验确定了适用于薛湖煤矿二2煤层的超高压水力割缝优化工艺参数:割缝压力为60~70 MPa,割缝时间为25 min,割缝转速为80 r/min,割缝间距为2 m。现场应用采用该工艺参数的超高压水力割缝技术后,割缝钻孔与普通钻孔相比,前者日均瓦斯抽采体积分数约为后者的1.75倍,日均瓦斯抽采纯量为后者的3.25倍,瓦斯抽采达标时间缩短了约42%,残余瓦斯含量小。 展开更多

关键词 瓦斯抽采 超高压水力割缝 割缝工艺参数 卸压增透 钻孔抽采

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高应力特厚突出煤层水力割缝卸压防突技术研究 被引量：1

10

作者 王想刚 张世范 +4 位作者 许继宗 张吉福 陈国红 陈玉东 马占海 《中国煤炭》 北大核心 2024年第10期48-56,共9页

针对采动形成的高应力煤柱区瓦斯动力灾害防控难题,以窑街煤电集团有限公司金河煤矿16219工作面为工程背景,综合采用数值模拟、理论分析、微震分析、工程实践相结合的研究方法,揭示了煤柱区的应力演化规律,在分析水力割缝卸压增透原理... 针对采动形成的高应力煤柱区瓦斯动力灾害防控难题,以窑街煤电集团有限公司金河煤矿16219工作面为工程背景,综合采用数值模拟、理论分析、微震分析、工程实践相结合的研究方法,揭示了煤柱区的应力演化规律,在分析水力割缝卸压增透原理的基础上,优化并实施了水力割缝卸压增透措施,并对卸压防突效果进行了考察。结果表明,受周边采动影响,16219工作面首分层开切眼及回风巷交叉区域的煤体出现了高应力集中现象;通过对常规掘进与开挖缝槽后掘进2种情况的模拟对比分析,表明开挖缝槽能有效缓解高应力集中区内巷道周边煤体的应力集中状况;针对均一的缝槽尺寸可能导致巷道周边形成小范围应力增高区的现象,进一步优化了高应力集中区的水力割缝参数,合理增加了巷道周边水力割缝钻孔的出渣量。割缝作业实施后,微震监测数据显示大能量事件的占比有所减少、小能量事件的占比增加,煤体的弹性能有所释放,测试煤层残余瓦斯含量降低至4.73 m^(3)/t,表明煤层的突出及冲击危险性均有所降低。 展开更多

关键词 特厚突出煤层 高应力煤柱区 超高压水力割缝 卸压增透措施

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复杂地质低渗煤层水力压裂-割缝综合瓦斯增透技术研究 被引量：9

11

作者 贾同千 饶孜 +2 位作者 何庆兵 宋润权 白鑫 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期59-64,共6页

针对水力压裂区域化瓦斯增透盲区,提出了水力割缝局部化瓦斯增透技术措施,形成了复杂地质低渗煤层水力压裂-割缝综合瓦斯增透技术,并进行现场验证。研究结果表明:水力压裂区内的3个压裂钻孔平均瓦斯抽采纯流量较238底板道常规抽采钻孔... 针对水力压裂区域化瓦斯增透盲区,提出了水力割缝局部化瓦斯增透技术措施,形成了复杂地质低渗煤层水力压裂-割缝综合瓦斯增透技术,并进行现场验证。研究结果表明:水力压裂区内的3个压裂钻孔平均瓦斯抽采纯流量较238底板道常规抽采钻孔单孔瓦斯抽采纯流量提高15.8倍,瓦斯抽采浓度提高4%,压裂区瓦斯抽采纯流量较对比区提高2.1倍,但水力压裂区域性措施受断层及煤层硬度等地质条件限制,存在盲区;水力割缝增透区内的抽采钻孔瓦斯浓度平均提高4.9倍,瓦斯纯流量平均提高3.3倍,对不同地质条件的适应性强,但是割缝影响范围小,抽采时效短;复杂地质低渗煤层水力压裂-割缝综合瓦斯增透技术综合了水力压裂与割缝的优点,对复杂地质煤层具有较强适应性,大幅提高了瓦斯治理水平。现场验证结果表明复杂地质低渗煤层水力压裂-割缝综合瓦斯增透技术在复杂地质条件下煤层强化抽采中有较好的实际应用价值。 展开更多

关键词 低渗煤层 水力压裂-割缝 综合增渗技术

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超高压水力割缝精准控制技术应用及效果分析 被引量：12

12

作者 陆占金 乔伟 《矿业安全与环保》 北大核心 2020年第3期87-91,共5页

为了解决由于水力割缝压力、喷嘴大小、割缝时间等参数的选取不当导致煤层割缝深度浅、割缝后煤体卸压增透效果不理想、割缝作业期间钻孔憋孔、堵孔等问题,提出了超高压水力割缝精准控制技术,分析了割缝缝槽宽度、深度控制,割缝落煤速... 为了解决由于水力割缝压力、喷嘴大小、割缝时间等参数的选取不当导致煤层割缝深度浅、割缝后煤体卸压增透效果不理想、割缝作业期间钻孔憋孔、堵孔等问题,提出了超高压水力割缝精准控制技术,分析了割缝缝槽宽度、深度控制,割缝落煤速度控制,以及割缝区域效果控制,集成开发了ZGF-100(A)型超高压水力割缝装置,并进行了精准控制割缝现场应用试验。结果表明:采用超高压水力割缝精准控制技术对煤层进行割缝后,缝槽等效半径约为1.02~1.58 m,割缝钻孔平均抽采瓦斯纯量较普通对比钻孔增大约2倍,割缝钻孔抽采半径较对比钻孔增大1倍左右。 展开更多

关键词 煤层卸压增透 超高压水力割缝 精准控制 缝槽宽度 缝槽深度

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超高压水力割缝卸压抽采区域防突技术应用研究 被引量：17

13

作者 曹建军 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期88-94,共7页

为了有效解决丁集矿高地应力、低透气性突出煤层煤巷条带瓦斯区域预抽效率低、预抽达标后区域验证指标仍超标的问题,在该矿1351(1)运输巷煤巷条带穿层预抽钻孔进行了超高压水力割缝卸压增透技术应用研究,利用水力割缝卸压增透原理确定... 为了有效解决丁集矿高地应力、低透气性突出煤层煤巷条带瓦斯区域预抽效率低、预抽达标后区域验证指标仍超标的问题,在该矿1351(1)运输巷煤巷条带穿层预抽钻孔进行了超高压水力割缝卸压增透技术应用研究,利用水力割缝卸压增透原理确定了超高压水力割缝设备组成,选型配套了超高压清水泵、超高压软管、超高压旋转水尾、水力割缝钻杆、高低压转换割缝器、钻头和超高压远程操作台等超高压水力割缝设备,考察了相同孔径未割缝钻孔、割缝钻孔瓦斯涌出量及割缝钻孔瓦斯抽采量,理论研究了百米煤孔初始瓦斯涌出量、瓦斯涌出衰减系数及不同预抽时间、预抽率条件下的有效抽采半径,现场检验了顺层钻孔预抽措施单元、穿层钻孔水力冲孔措施单元、穿层钻孔水力割缝措施单元的预抽瓦斯区域防突措施效果,统计了不同措施预抽单元局部补充措施执行情况、局部措施效果,分析评价了超高压水力割缝卸压增透效果。结果表明:针对丁集矿11-2煤层工程条件选型配套的超高压水力割缝设备参数是合理的,在1351(1)运输巷煤巷对11-2煤层条带进行穿层钻孔超高压水力割缝措施卸压增透效果显著,与未增透措施相比,煤层透气性系数提高了25.9倍、113 mm孔径的穿层钻孔百米煤孔初始瓦斯涌出量提高了5.5倍、瓦斯涌出衰减系数降低了73.4%、预抽15 d和30 d达35%预抽率的钻孔间距提高了84.3%和53.0%,与穿层钻孔水力冲孔相比,煤巷条带防突局部补充措施工程量降低了50.0%、煤巷平均掘进速度增加了1倍。 展开更多

关键词 超高压 水力割缝 煤巷条带 卸压增透 高效抽采

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超高压水力割缝卸压增透最优参数研究 被引量：6

14

作者 李川 吕英华 梁文勖 《煤炭工程》 北大核心 2022年第S01期111-115,共5页

针对登茂通煤矿1~#煤层在深部区域整体透气性差、瓦斯含量高、传统抽放方法效果差的问题,提出利用超高压水力割缝卸压增透技术提高煤层透气性,并在108底抽巷进行工业试验。通过控制变量法确定在1~#煤层开展超高压水力割缝卸压增透的最... 针对登茂通煤矿1~#煤层在深部区域整体透气性差、瓦斯含量高、传统抽放方法效果差的问题,提出利用超高压水力割缝卸压增透技术提高煤层透气性,并在108底抽巷进行工业试验。通过控制变量法确定在1~#煤层开展超高压水力割缝卸压增透的最优化参数,其中,割缝压力为60~70MPa,割缝时间为25min、割缝转速为80r/min,割缝间距为2m。通过割缝钻孔与普通钻孔抽采情况对比分析,表明割缝后钻孔的抽采浓度是普通钻孔的1.75倍,抽采纯量是普通钻孔的3.25倍,抽采达标时间降低了42%,煤层残余瓦斯含量明显减小,瓦斯抽采效果显著提高。 展开更多

关键词 超高压 水力割缝 卸压增透 残余瓦斯含量

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基于高压水力顺层钻割技术的冲击地压防治实践

15

作者 买巧利 吴学松 +1 位作者 丁超 陆祖军 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期93-98,共6页

为提高回采工作面高应力区防冲卸压效率和效果,针对煤层注水、煤体钻孔卸压、爆破卸压等传统卸压方法存在的应用缺陷,运用高压水力顺层钻割技术对综放工作面冲击地压显现危险区域进行提前卸压处理,从理论上分析了该技术的卸压原理和可行... 为提高回采工作面高应力区防冲卸压效率和效果,针对煤层注水、煤体钻孔卸压、爆破卸压等传统卸压方法存在的应用缺陷,运用高压水力顺层钻割技术对综放工作面冲击地压显现危险区域进行提前卸压处理,从理论上分析了该技术的卸压原理和可行性,在现场进行了实践应用,并用数值模拟和电磁辐射方法对卸压效果进行验证。结果表明:①高压水力顺层钻割技术钻孔沿工作面倾向顺煤层层理布置,以压力高于30 MPa高度聚能的水射流束切割破碎煤体,形成卸压空间,同时浸润弱化煤体,钻孔由内而外形成破裂区、塑性区、弹性区,并随着塑性区及破裂区煤体变形量的不断增加,塑性区及破裂区煤体变形、垮落,积聚的弹性能得到释放,煤岩体中的静载荷降低,消除冲击地压发生条件,防止冲击地压发生;②高压水力顺层钻割技术钻割时采用定点与反复动态相结合钻割方式,钻杆轴向与径向运动相结合,既保证钻进稳定性,又可形成多段圆盘状卸压空间和连续卸压孔洞,在煤层内可形成半径为300~400 mm的卸压空间,出煤量可达2.0~3.5 t;③数值模拟结果显示,采用高压水力顺层钻割技术卸压后煤体内部应力平均降幅达68.6%,电磁辐射现场监测钻孔施工前、后平均幅达60.92%,实施后巷帮应力降低区明显扩大,煤体内部应力显著降低,卸压效果良好。 展开更多

关键词 高压水力顺层钻割技术 冲击地压 电磁辐射 卸压解危

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深部突出煤层超高压水射流割缝工艺参数研究与应用 被引量：13

16

作者 李生舟 乔伟 王建 《矿业安全与环保》 北大核心 2020年第4期57-61,共5页

超高压水射流割缝技术能显著改善深部煤层的应力状态、减少抽采钻孔工程量。针对割缝作业工艺参数选取缺少依据、易导致割缝误穿透相邻钻孔、卸压增透效果差等问题,开展了大埋深条件下的突出煤层超高压水射流割缝工艺参数研究。首先,理... 超高压水射流割缝技术能显著改善深部煤层的应力状态、减少抽采钻孔工程量。针对割缝作业工艺参数选取缺少依据、易导致割缝误穿透相邻钻孔、卸压增透效果差等问题,开展了大埋深条件下的突出煤层超高压水射流割缝工艺参数研究。首先,理论分析了水射流压力、割缝时间、水射流旋转速度等工艺参数对超高压水射流割缝效果的影响;然后,通过不同参数下水射流割缝卸压增透效果现场考察,获得最佳水射流割缝工艺参数组合;最后,在赵固二矿西胶带大巷进行现场工艺验证。试验结果表明:优化后的煤层割缝钻孔抽采瓦斯纯量为对比钻孔的3.8倍,割缝钻孔有效瓦斯抽采半径为对比钻孔的2倍,割缝后穿层钻孔设计参数由4 m×5 m优化为8 m×5 m布置,在钻孔工程量减少50%的基础上,抽采达标时间由12个月以上缩短为7个月,抽采达标时间缩短了约40%。 展开更多

关键词 超高压 水力割缝 深部煤层 卸压 瓦斯抽采 工艺参数

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穿层割缝钻孔对煤体卸压增透效应的研究与应用 被引量：6

17

作者 孙振敏 《矿业安全与环保》 北大核心 2019年第5期75-79,84,共6页

采用数学方法对煤层割缝钻孔的卸压增透机理进行分析,针对平宝煤矿地质条件模拟得到该煤矿最优的水力割缝高度和间距分别为0.02 m和4 m。通过现场工业性试验,对比分析了割缝钻孔和普通钻孔的瓦斯抽采情况,结果表明:30 d内割缝钻孔抽采... 采用数学方法对煤层割缝钻孔的卸压增透机理进行分析,针对平宝煤矿地质条件模拟得到该煤矿最优的水力割缝高度和间距分别为0.02 m和4 m。通过现场工业性试验,对比分析了割缝钻孔和普通钻孔的瓦斯抽采情况,结果表明:30 d内割缝钻孔抽采瓦斯流量是普通钻孔的3倍,抽采瓦斯浓度为普通钻孔的2~3倍,并且割缝钻孔的瓦斯浓度能够长时间保持在80%左右;后续巷道掘进月进度也由原来的60~80 m提高至100~120 m,掘进效率提高30%~50%。该项技术能够较好解决煤层瓦斯突出难题,促进煤矿的安全高效生产。 展开更多

关键词 高瓦斯煤层 瓦斯抽采 卸压增透 水力割缝 割缝钻孔 FLAC^3D模拟

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碎软煤层顺层钻孔水力割缝增透技术研究 被引量：29

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作者 王正帅 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期147-151,共5页

为了解决碎软突出煤层透气性差、瓦斯抽采时间长、抽采难度大的问题,将高压水力割缝技术应用于碎软突出煤层顺层钻孔瓦斯抽采中。在新疆艾维尔沟矿区4号煤层开展了水力割缝试验,施工了7个高压水力割缝钻孔和7个普通抽采钻孔,考察了割缝... 为了解决碎软突出煤层透气性差、瓦斯抽采时间长、抽采难度大的问题,将高压水力割缝技术应用于碎软突出煤层顺层钻孔瓦斯抽采中。在新疆艾维尔沟矿区4号煤层开展了水力割缝试验,施工了7个高压水力割缝钻孔和7个普通抽采钻孔,考察了割缝压力和割缝半径,比较了瓦斯抽采效果。研究表明:4号煤层的割缝压力在55 MPa左右较为合理。在55 MPa割缝压力下割缝5 min,割缝半径大约为0.89 m;下向钻孔不适合采用高压水力割缝措施。水力割缝钻孔与普通抽采孔抽采效果相比,日单孔抽采浓度、单孔抽采流量和抽采纯量至少能提高2倍以上。水力割缝钻孔抽采的前22 d抽采效果明显优于普通抽采孔,但衰减速度很快,大约30 d后,二者抽采效果基本接近。 展开更多

关键词 碎软突出煤层 瓦斯抽采 高压水力割缝 割缝半径 顺层钻孔

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高压水射流自旋式割缝技术在柿花田煤矿的应用 被引量：6

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作者 刘孔智 胡正田 +2 位作者 曹金岁 肖魁元 张辉 《西安科技大学学报》 CAS 2013年第6期646-650,679,共6页

瓦斯治理的根本措施是抽放,然而应用单一钻孔预抽瓦斯,钻孔直径是决定抽放效果的关键因素.孔径小,其自由面小,瓦斯的排放速度低,等待开采的时间较长,影响了矿井的生产效率,而孔径又不能太大,否则在煤层综合应力下,孔的形成和孔的稳定性... 瓦斯治理的根本措施是抽放,然而应用单一钻孔预抽瓦斯,钻孔直径是决定抽放效果的关键因素.孔径小,其自由面小,瓦斯的排放速度低,等待开采的时间较长,影响了矿井的生产效率,而孔径又不能太大,否则在煤层综合应力下,孔的形成和孔的稳定性会受到破坏,而且孔径大的钻孔钻进速度较慢,效率较低,而且钻孔的有效煤孔段往往只占整个钻孔的一小部分,完全没有必要施工孔径较大的钻孔.介绍了一种新型高压水射流自旋式割缝技术,该技术可以有效解决上述问题.高压水射流自旋式割缝设备主要由高压水泵、水箱、高压胶管、高压密封钻杆、旋转接头、力矩喷头和喷嘴组成,该技术是在瓦斯抽采钻孔完成后,利用钻机将切割钻具输送至孔内,采取后退切割的方式,对钻孔内煤体进行切割,形成若干个垂直于钻孔方向的圆盘状缝隙,使孔内煤体暴露面积增加,同时由于高压注水作用,缝隙周围裂隙增加使煤体的透气性增强,从而有效提高抽采效率.试验发现：该技术的割缝半径为0.6～0.7m,使用该技术切割后,瓦斯涌出量大幅增加,百米瓦斯自排量和瓦斯抽放量分别是非切割钻孔的5.6和4.5倍,且衰减系数有所增加. 展开更多

关键词 高压水射流 水力割缝 瓦斯抽放 钻孔

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高水头抽水蓄能电站高压岔管围岩非线性渗流分析及渗透稳定性研究 被引量：10

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作者 毕宏伟 胡少华 乔彤 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2018年第6期171-178,共8页

针对抽水蓄能电站钢筋混凝土岔管承载的高内水压力导致围岩高渗压差、高水力梯度等问题,以高压岔管围岩渗流控制为目标,结合现场高压压水试验及其解析模型,定量分析高渗压下岔管围岩的渗流参数,基于单裂隙花岗岩非达西渗流室内试验成果... 针对抽水蓄能电站钢筋混凝土岔管承载的高内水压力导致围岩高渗压差、高水力梯度等问题,以高压岔管围岩渗流控制为目标,结合现场高压压水试验及其解析模型,定量分析高渗压下岔管围岩的渗流参数,基于单裂隙花岗岩非达西渗流室内试验成果,拟合Forchheimer非达西渗流方程影响因子与渗透率之间的指数型关系式。在此基础上,采用Forchheimer非达西渗流方程、Signorini型变分不等式和自适应罚函数相结合的方法,推导非达西渗流控制方程组及其有限元计算格式,并将其应用于阳江抽水蓄能电站高岔区围岩渗流规律研究。结果表明:高压岔管内水外渗导致防渗排水措施和导水断层附近区域产生了强烈的非达西渗流;采用非达西渗流理论计算的渗漏量明显小于达西渗流理论计算值,且差值伴随着流场非线性的增强而增大。研究成果对于高水头抽水蓄能电站岔管区防渗设计与控制具有参考价值。 展开更多

关键词 抽水蓄能电站 高压渗透特性 高压压水试验 非达西流 渗流规律分析 岩体透水性能 水力劈裂 压力-流量关系曲线

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