煤层顶板涌水量TCN-LSTM-SVM时间序列预测模型构建与应用

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作者 刘譞 姬亚东 +6 位作者 朱开鹏 赵春虎 李凯 李超峰 袁晨瀚 李盼盼 闫鹏珍 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第6期201-211,共11页

【背景】矿井涌水量的准确预测对于煤矿水害防治、安全高效生产起着重要的作用。【方法】为构建适用于西部受巨厚砂岩含水层水害威胁矿井的涌水量预测模型,以受该种水害严重影响的陕西彬长矿区某典型矿井为研究对象,基于工作面回采进尺... 【背景】矿井涌水量的准确预测对于煤矿水害防治、安全高效生产起着重要的作用。【方法】为构建适用于西部受巨厚砂岩含水层水害威胁矿井的涌水量预测模型,以受该种水害严重影响的陕西彬长矿区某典型矿井为研究对象,基于工作面回采进尺与涌水量数据之间的相关关系,选取其作为矿井涌水量时间序列预测的特征变量,提出基于时域卷积网络(temporal convolutional networks,TCN)的长短期记忆网络(long-short term memory,LSTM)−支持向量机(support vector machines,SVM)矿井工作面涌水量耦合预测模型,即TCN-LSTM-SVM模型。该模型首先通过TCN框架对原数据进行处理,提取回采进尺与涌水量之间的依赖关系和动态特征,随后将提取特征输出到后续的LSTMSVM组合模型,以进一步捕捉回采进尺与涌水量之间的时序关系和特征。【结果】模型训练与预测结果显示:TCN-LSTM-SVM耦合模型的训练集、验证集和测试集的平均绝对误差(E_(MA))为56.02~129.89 m^(3)/h,平均绝对百分比误差(E_(MAP))为3%~7%,均方根误差(E_(RMS))为82.60~162.61 m^(3)/h,决定系数(R^(2))为0.81~0.98,预测结果较BP神经网络、随机森林(RF)、Transformer等常用预测模型的准确度更高,并且避免了其中多数模型在验证集和测试集中出现的误差过大的情况。研究发现,该耦合模型既具备TCN模型的并行处理优势和多尺度特征提取能力,同时也具备LSTM-SVM组合模型优秀的预测性能和泛化能力,针对研究矿井的工作面涌水量预测与以往模型相比具有一定的优越性和适用性。【结论】研究成果为矿区相似地质条件的矿井涌水量预测提供了新的方法,对该矿地质条件类似的工作面涌水量预测以及防治水工作有一定的现实意义。 展开更多

关键词 矿井水害 煤层顶板 涌水量预测 时域卷积网络 长短期记忆网络 支持向量机 陕西彬长矿区

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淮南矿区煤层顶板分段压裂水平井抽采技术及效果研究 被引量：8

2

作者 陈本良 袁亮 +5 位作者 薛生 降文萍 杨科 周韬 李丹丹 吴静 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期155-163,共9页

淮南矿区为典型高瓦斯矿区,煤层碎软、渗透率低、瓦斯含量偏高、抽采难度大,为探讨地面煤层气顶板分段压裂水平井在矿区的技术可行性与瓦斯治理效果,在分析矿区主要煤层13-1煤储层特征基础上,采用应力解除法进行了煤层三向地应力测试,... 淮南矿区为典型高瓦斯矿区,煤层碎软、渗透率低、瓦斯含量偏高、抽采难度大,为探讨地面煤层气顶板分段压裂水平井在矿区的技术可行性与瓦斯治理效果,在分析矿区主要煤层13-1煤储层特征基础上,采用应力解除法进行了煤层三向地应力测试,结果显示三向应力场类型主要为σ_(h,max)>σ_(v)>σ_(h,min),具有实施顶板分段压裂水平井技术的充分条件;利用MFrac Suite软件分别模拟了水平段距离煤层1、3、5 m时的压裂缝参数,压裂缝半长最大107.33 m、最小89.47 m,具有理想的压裂效果,说明顶板分段压裂水平井在淮南矿区具有比较好的地质适应性与可行性。以潘一煤矿13-1煤层“L”型顶板分段压裂水平井CBM01井为研究对象,采用井下钻孔检测与数值模拟等手段综合分析了瓦斯治理效果,结果显示CBM01井抽采415 d即显著降低了煤层瓦斯压力与瓦斯含量,距离水平井50、65 m处瓦斯压力由6.4 MPa分别降至2.6、2.7 MPa,降低幅度均超过55%,水平段两侧各15~20 m范围内瓦斯含量由13.5 m^(3)/t降至最大9.11 m^(3)/t、最小6.92 m^(3)/t,平均7.92 m^(3)/t,约10 m范围均降至8 m^(3)/t以下。最后,采用数值模拟方法预测了CBM01井抽采10 a的产气效果及瓦斯治理效果,气井抽采10 a累计产气约272.08×10^(4)m^(3),水平段倾向单侧约150 m范围内气含量均降至8 m^(3)/t以下、压力均降至3 MPa以下。综合研究结果表明,煤层顶板分段压裂水平井技术在淮南矿区瓦斯治理方面均具有较大的优势和应用效果。 展开更多

关键词 淮南矿区 分段压裂 水平井 抽采效果 瓦斯治理 检测钻孔

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近浅埋多层厚硬顶板大采高综放工作面矿压显现规律研究 被引量：6

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作者 刘晓刚 张震 刘前进 《煤炭工程》 北大核心 2024年第2期72-80,共9页

针对榆神矿区近浅埋多层厚硬顶板条件下,“大周期”来压支架立柱下缩量大、煤柱应力集中系数高、稳定性差等强矿压问题,采用了数值计算、微震和煤体应力监测等技术手段,对覆岩破断运动及工作面来压规律进行了分析研究,结果表明:覆岩破... 针对榆神矿区近浅埋多层厚硬顶板条件下,“大周期”来压支架立柱下缩量大、煤柱应力集中系数高、稳定性差等强矿压问题,采用了数值计算、微震和煤体应力监测等技术手段,对覆岩破断运动及工作面来压规律进行了分析研究,结果表明:覆岩破断运动上,多层厚硬顶板较大的“垂向离层空间”和“自下而上”的顺次交替垮落孕育了顶板“高+低层位组合破断”的时空基础;“高低层位顶板组合破断”是“大周期”来压增强的关键诱因;同时,煤柱应力的时空演化受控于多层厚硬顶板的破断垮落。矿压显现上,工作面“大周期”立柱下缩量平均可达945 mm,持续距离12.10 m,并可由2~5次连续强来压组成;巷道煤柱应力集中系数达到1.80~2.30,影响范围为工作面前方126 m至后方471.3 m,具有明显的“高强度、大范围、长上升期”特点。针对该条件下的强矿压防治,分别提出了“弱化低位顶板、优化破断结构”和“弱化高位顶板、改变破断次序”的技术思路,并取得的了较好的应用效果。 展开更多

关键词 榆神矿区 近浅埋煤层 厚硬顶板 强矿压防治 微震监测

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厚硬顶板高强度开采覆岩破断 及来压规律研究 被引量：1

4

作者 刘晓刚 刘江斌 +2 位作者 张震 任建超 刘前进 《中国煤炭》 北大核心 2024年第10期16-26,共11页

针对榆神矿区厚硬顶板高强度开采条件下,工作面煤壁片帮大、支架结构件损坏等强矿压问题,采用了数值计算、理论分析和微震监测等技术手段,对工作面覆岩破断运动及来压规律进行了分析研究。结果表明,厚硬顶板破断具有明显的垂向分区下沉... 针对榆神矿区厚硬顶板高强度开采条件下,工作面煤壁片帮大、支架结构件损坏等强矿压问题,采用了数值计算、理论分析和微震监测等技术手段,对工作面覆岩破断运动及来压规律进行了分析研究。结果表明,厚硬顶板破断具有明显的垂向分区下沉特征,高、低位岩层之间较大的垂向离层空间和自下而上顺次交替垮落孕育了顶板“高+低层位组合破断”的时空基础;“小周期”来压期间内,来压强度将随着直接顶破断发育高度的降低而减弱,直接顶碎胀系数的增大将有利于来压强度的降低;“大周期”来压期间内,中高位岩层垂向破断高度和走向破断步距的增大都将引发来压强度上升,厚硬关键层的组合破断是“大周期”来压增强的关键诱因。针对该条件下的强矿压防治,提出了“弱化低位顶板、优化破断结构”和“弱化高位顶板、改变破断次序”的技术思路,并取得了较好的应用效果。 展开更多

关键词 近浅埋煤层 厚硬顶板 覆岩破断运动 来压规律 微震监测 榆神矿区

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淮南矿区开采煤层顶板抽放瓦斯技术的研究 被引量：127

5

作者 袁亮 刘泽功 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期149-152,共4页

针对淮南矿区低透气性高瓦斯煤层开采过程中采煤工作面上隅角和回风流中浓度超限、瓦斯事故时有发生但又缺乏合理有效的根治技术这一难题,开展了淮南矿区开采煤层顶板抽放瓦斯技术的研究.通过采空区顶板岩层移动的理论分析,采用数值模... 针对淮南矿区低透气性高瓦斯煤层开采过程中采煤工作面上隅角和回风流中浓度超限、瓦斯事故时有发生但又缺乏合理有效的根治技术这一难题,开展了淮南矿区开采煤层顶板抽放瓦斯技术的研究.通过采空区顶板岩层移动的理论分析,采用数值模拟计算、实验室相似材料试验和工业性试验研究方法,找到了顶板抽放瓦斯钻孔或顶板巷道合理布置的位置,采煤工作面瓦斯抽放率达到60%以上,使淮南矿区采煤工作面瓦斯灾害问题得到了根治. 展开更多

关键词 淮南矿区 煤层 顶板 抽放瓦斯技术 上隅角 回风流 瓦斯浓度

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基于模糊层次分析法的西南岩溶地区煤层顶板水害危险性评价方法研究 被引量：14

6

作者 屈伟 李博 +1 位作者 李恒凯 牛磊 《矿业安全与环保》 北大核心 2014年第4期59-62,共4页

根据西南岩溶地区煤层顶板水害的特点,从水源特征、开采扰动、隔水层性能及地质构造4个方面出发,分析选取了相应的评价指标,同时结合模糊层次分析法确定评价指标权重,探讨了一种西南岩溶地区煤层顶板水害危险性评价指标体系及评价方法,... 根据西南岩溶地区煤层顶板水害的特点,从水源特征、开采扰动、隔水层性能及地质构造4个方面出发,分析选取了相应的评价指标,同时结合模糊层次分析法确定评价指标权重,探讨了一种西南岩溶地区煤层顶板水害危险性评价指标体系及评价方法,并结合具体工程实例,对某典型煤矿顶板水害危险性进行了评价,可为今后煤层顶板水害预测评价的研究提供一定的借鉴。 展开更多

关键词 煤层顶板水害 评价指标 模糊层次分析法 危险性评价 岩溶地区

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榆家梁煤矿多煤层开采矿压显现规律研究 被引量：20

7

作者 黄庆享 贺雁鹏 周海丰 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2017年第1期21-25,共5页

通过神东矿区榆家梁煤矿4^(-2),4^(-3)和5^(-2)近距离煤层群分层同采的实测对比,分析了近浅埋煤层群开采下煤层过采空区和煤柱的矿压显现规律,以及不同面宽、不同采高工作面的矿压显现变化规律。研究表明,下煤层开采过上煤层采空区时,... 通过神东矿区榆家梁煤矿4^(-2),4^(-3)和5^(-2)近距离煤层群分层同采的实测对比,分析了近浅埋煤层群开采下煤层过采空区和煤柱的矿压显现规律,以及不同面宽、不同采高工作面的矿压显现变化规律。研究表明,下煤层开采过上煤层采空区时,工作面来压步距变短,强度平均增大29.0%.下煤层工作面过上煤层煤柱时的矿压影响最大,煤柱影响区的支架载荷增幅达41.4%.相同面宽条件下,随着采高的增大,工作面支架载荷增大。在工作面宽度为240~360 m范围内,宽度变化对矿压影响不明显。 展开更多

关键词 浅埋煤层群 采空区 煤柱影响区 顶板来压

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三软煤层坚硬老顶深孔预裂爆破试验 被引量：4

8

作者 张杰 韩庆福 +4 位作者 邸广强 丁自伟 杨敬轩 唐青豹 贾金兑 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2020年第6期988-995,共8页

深孔预裂爆破技术是巷道开展切顶卸压进行围岩灾害控制的重要手段,爆破参数的合理设计对于取得良好的预裂效果至关重要,以桑树坪二号井3309工作面运输平巷坚硬老顶为研究对象,基于对老顶深孔预裂爆破机制理论研究,通过经验公式计算求解... 深孔预裂爆破技术是巷道开展切顶卸压进行围岩灾害控制的重要手段,爆破参数的合理设计对于取得良好的预裂效果至关重要,以桑树坪二号井3309工作面运输平巷坚硬老顶为研究对象,基于对老顶深孔预裂爆破机制理论研究,通过经验公式计算求解,结合现场深孔爆破试验及爆后孔壁窥视结果分析,最终通过一系列试验确定爆破参数设计孔径为75 mm,深度为15 m,装药长度为2 m(质量6.8 kg),封孔长度为10 m,炮眼间距为0.6 m,单次循环爆破6个炮眼时,炸药爆破能量利用率更高,可在相邻空孔孔壁观察到明显的变形破坏、形成贯穿性裂隙等,预裂效果基本满足巷道顶板超前卸压工程实施需求。研究结果表明:顶板深孔预裂爆破裂隙区相互贯通时可取得最佳的预裂效果,试验中选取装药量越大,炮眼间距越小,导向空孔布置合理,则爆破预裂效果愈加明显。研究成果可为类似条件下坚硬老顶深孔预裂爆破技术研究提供参考依据。 展开更多

关键词 深孔预裂爆破 爆破参数设计 钻孔窥视 裂隙区 三软煤层 坚硬老顶

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浅埋煤层房柱式采空区顶板-煤柱稳定性研究 被引量：28

9

作者 解兴智 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2014年第7期1-4,9,共5页

为了降低房柱式采空区煤柱失稳引发顶板灾害的危险性,通过建立浅埋煤层房柱式采空区单个煤柱失效引发大面积垮落的数值模型,对房柱采空区煤柱的承载特征进行分析,得到了房柱式采空区煤柱尺寸对整个采空区稳定性的影响关系。基于房柱式... 为了降低房柱式采空区煤柱失稳引发顶板灾害的危险性,通过建立浅埋煤层房柱式采空区单个煤柱失效引发大面积垮落的数值模型,对房柱采空区煤柱的承载特征进行分析,得到了房柱式采空区煤柱尺寸对整个采空区稳定性的影响关系。基于房柱式采空区煤柱应力与强度的关系,建立了浅埋煤层房柱式采空区顶板-煤柱群系统数学分析模型,借助数值模拟方法,对鄂尔多斯地区奎乌煤矿房柱式采空区顶板-煤柱群系统的稳定性进行迭代计算,可对该矿房柱式采空区的稳定性及破坏发展过程进行预测,为浅埋煤层房柱式采空区顶板-煤柱群系统稳定性的评价提供了理论支持,同时再现了在流变条件下诱发大面积顶板灾害的煤柱群失稳过程。 展开更多

关键词 房柱式采空区 顶板-煤柱群 浅埋煤层 大面积垮落

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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

10

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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三软突出煤层掘进防突钻孔设计 被引量：8

11

作者 苗六县 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2009年第7期53-56,共4页

为了预防煤巷掘进过程中发生煤与瓦斯突出事故,根据相应的技术规范,针对三软突出煤层中煤巷掘进防突的特点,对马池煤矿11031运输巷掘进中的效果检验钻孔、超前释放瓦斯钻孔、超前卸压控制钻孔、巷帮挂耳抽放钻进行了参数设计。采取防治... 为了预防煤巷掘进过程中发生煤与瓦斯突出事故,根据相应的技术规范,针对三软突出煤层中煤巷掘进防突的特点,对马池煤矿11031运输巷掘进中的效果检验钻孔、超前释放瓦斯钻孔、超前卸压控制钻孔、巷帮挂耳抽放钻进行了参数设计。采取防治突出技术措施以后,经效果检验发现:钻孔瓦斯涌出初速度q的最大值由9.5 L/min下降到3.2 L/min;钻屑量S的最大值由6.3kg/m下降到5.4 kg/m。 展开更多

关键词 三软煤层 突出危险区 掘进 钻孔设计

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乌鲁木齐矿区砂岩单轴压缩的分形特征研究

12

作者 陈凯 王文科 +3 位作者 郭新 邵丹 张紫昭 贺根义 《中国煤炭》 北大核心 2017年第2期52-55,共4页

基于分形理论,研究了单轴压缩条件下乌鲁木齐地区白土窑煤矿煤层顶板砂岩破裂的分形特征。研究结果表明:在单轴压缩条件下,随着轴向应力的不断增加,砂岩试件表面的裂隙数目、长度宽度均在逐渐增加;泥质砂岩和细粒砂岩在轴向应力增加时... 基于分形理论,研究了单轴压缩条件下乌鲁木齐地区白土窑煤矿煤层顶板砂岩破裂的分形特征。研究结果表明:在单轴压缩条件下,随着轴向应力的不断增加,砂岩试件表面的裂隙数目、长度宽度均在逐渐增加;泥质砂岩和细粒砂岩在轴向应力增加时裂隙发育和扩展的特征存在一定的差异性;分形维数可用来定量地表征单轴压缩条件下砂岩变形破坏过程的演化规律,且建立了不同荷载与分形维数之间的映射关系模型。 展开更多

关键词 煤层顶板 砂岩破裂 单轴压缩 变形破坏 分形特征 盒维数 乌鲁木齐矿区 白土窑煤矿

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生态地质层理论在煤层保护和生态修复中的应用--以高原高寒矿区生态治理实践为例 被引量：7

13

作者 王庆伟 邢夏帆 +3 位作者 邹明俊 郭彪 赵欣 王佟 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期104-109,共6页

高原高寒冻土区生态治理是世界性难题,在生态治理的同时进行煤炭资源保护更少先例可言。按照系统工程思路,以生态环境保护为宗旨,并兼顾残存煤炭资源的保护,在青海省木里地区生态治理过程中取得成果认识如下:研究了木里矿区自然气候特... 高原高寒冻土区生态治理是世界性难题,在生态治理的同时进行煤炭资源保护更少先例可言。按照系统工程思路,以生态环境保护为宗旨,并兼顾残存煤炭资源的保护,在青海省木里地区生态治理过程中取得成果认识如下:研究了木里矿区自然气候特征控制下的生态易破坏且难于修复性;总结了土壤层状结构控制下的水土流失和植被水分补给特征;认为生态地质层缺失和破坏是致使生态破坏的关键症结。为此,借鉴前人成果,研发了煤层顶板及其上覆岩层生态地质层修复技术,建立了生态地质层损伤判识方法,分析了生态地质层修复与再造对煤炭保护及生态修复的意义。 展开更多

关键词 高寒冻土区 生态地质层 生态修复 煤层保护 煤层顶板

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“双软”煤层工作面矿压显现规律及顶板活动特征研究 被引量：6

14

作者 于健浩 李高建 +2 位作者 李岩 刘鹏 杨竹军 《煤炭工程》 北大核心 2021年第12期108-112,共5页

由于“双软”煤层开采条件下煤层、直接顶软弱,存在矿压异常、围岩易失稳等问题,工作面顶板管理难度大,掌握矿压显现特征及覆岩活动规律是解决“双软”煤层条件围岩控制问题的关键。以长平煤业3#煤层为研究背景,在工作面支架压力、巷道... 由于“双软”煤层开采条件下煤层、直接顶软弱,存在矿压异常、围岩易失稳等问题,工作面顶板管理难度大,掌握矿压显现特征及覆岩活动规律是解决“双软”煤层条件围岩控制问题的关键。以长平煤业3#煤层为研究背景,在工作面支架压力、巷道围岩应力监测数据分析的基础上,结合微震监测技术手段,掌握顶板破断机制和时空关系,研究矿压规律与顶板活动特征的响应机制,从微震能量的角度对矿压规律进行合理解释。得出如下结论:“双软”煤层条件工作面矿压显现较弱,分段局部来压特征明显,矿压整体呈现中部高—两端低的趋势;两巷超前影响范围较大,最远超过200m;工作面顶板超前破坏、两巷超前大能量微震事件频发是导致工作面矿压强度低、两巷超前应力影响范围大、工作面倾向矿压存在明显差异的主要原因。 展开更多

关键词 “双软”煤层 矿压异常 微震监测 超前应力影响区 顶板超前破坏

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寺家庄矿煤层顶板岩性有色反演预测 被引量：6

15

作者 冯凯宇 曹志勇 张新军 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第1期75-81,共7页

煤层的顶板岩石的封堵性对煤层气的储集非常关键。有色反演可以获得相对波阻抗的变化,对测井的依赖度低、平面分辨率高,可用于少井区煤层顶板岩性的分布进行预测。在原始地震数据谱蓝化处理、提高分辨率的基础上,对寺家庄矿三维地震数... 煤层的顶板岩石的封堵性对煤层气的储集非常关键。有色反演可以获得相对波阻抗的变化,对测井的依赖度低、平面分辨率高,可用于少井区煤层顶板岩性的分布进行预测。在原始地震数据谱蓝化处理、提高分辨率的基础上,对寺家庄矿三维地震数据进行了有色反演,预测了9号、15号煤层顶板岩性。结果表明:相对波阻抗体异常与钻孔岩性较为吻合,并通过相对波阻抗平面分布图预测了寺家庄地区9号、15号煤层顶板岩性,且不同时间地层切片的反演结果与区域钻孔资料相吻合,说明有色反演结果可靠,可以对煤层顶板岩性分布特征进行有效预测。 展开更多

关键词 少井区 有色反演 煤层顶板

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下分层巷道掘进过煤层顶板压力破碎区注浆技术与现场应用 被引量：9

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作者 郝阳军 郭亮 +2 位作者 田元帅 武成浩 李日富 《矿业安全与环保》 北大核心 2018年第3期98-101,共4页

针对下分层煤巷掘进工作面因巷道顶板破碎,导致锚杆支护锚固力、预紧力无法达标,掘进过程中易发生冒顶及煤顶垮落等问题,为消除作业安全隐患,提高工作面掘进效率,在沁秀公司岳城煤矿3号煤层Ⅲ1216运输巷工作面掘进过程中应用超前预注浆... 针对下分层煤巷掘进工作面因巷道顶板破碎,导致锚杆支护锚固力、预紧力无法达标,掘进过程中易发生冒顶及煤顶垮落等问题,为消除作业安全隐患,提高工作面掘进效率,在沁秀公司岳城煤矿3号煤层Ⅲ1216运输巷工作面掘进过程中应用超前预注浆技术,以提高巷道围岩的稳定性。介绍了注浆钻孔的施工参数及注浆工艺,现场应用效果表明,超前注浆增加了工作面前方煤层顶板的完整性及强度,改变了顶板受力状态,提高了工作面过顶煤受压破碎区掘进作业的安全性,单班掘进效率提高了200%,巷道总体掘进速度提高了20%。 展开更多

关键词 分层开采 煤巷掘进 超前预注浆 煤层顶板破碎区 围岩控制

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芦岭煤矿碎软低渗煤层高效抽采技术 被引量：25

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作者 李彬刚 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期81-84,93,共5页

针对碎软煤层地面煤层气难以抽采,水平井钻进容易塌孔的问题,在借鉴页岩气和致密气开发先进技术的基础上,研究碎软低渗煤层顶板分段压裂水平井技术。通过优化煤层顶板水平井钻进、定向射孔和分段压裂等工艺流程,从地面抽采碎软煤层中的... 针对碎软煤层地面煤层气难以抽采,水平井钻进容易塌孔的问题,在借鉴页岩气和致密气开发先进技术的基础上,研究碎软低渗煤层顶板分段压裂水平井技术。通过优化煤层顶板水平井钻进、定向射孔和分段压裂等工艺流程,从地面抽采碎软煤层中的瓦斯气体。运用该技术在安徽淮北芦岭井田开展了LG01水平井组试验。试验结果表明:LG01水平试验井组日产气量超过1.0×10~4 m^3,与同一井田的压裂直井相比,相当于4口以上直井的产量,实现了碎软煤层从地面高效抽采煤层气的目的。 展开更多

关键词 碎软煤层 地面煤层气 煤层顶板水平井 定向射孔 分段压裂

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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：11

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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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晋城矿区东部9号煤层及其顶底板岩性的研究 被引量：2

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作者 王祖亮 程彩红 《焦作工学院学报》 2002年第2期91-93,共3页

通过对 9号煤层及其顶底板岩性的研究 ,得出如下结论 :9号煤层煤层厚度变化很大 ,但层位稳定 ,在现代开采技术条件下应属大部可采煤层 ;9号煤层顶板K4灰岩厚度不稳定、相变大 ,须注意小于 0 .5m厚度顶板范围及相变部位的顶板管理 ;9号... 通过对 9号煤层及其顶底板岩性的研究 ,得出如下结论 :9号煤层煤层厚度变化很大 ,但层位稳定 ,在现代开采技术条件下应属大部可采煤层 ;9号煤层顶板K4灰岩厚度不稳定、相变大 ,须注意小于 0 .5m厚度顶板范围及相变部位的顶板管理 ;9号煤层底板为高岭石粘土岩 ,遇水易膨胀底鼓 。 展开更多

关键词 底板 晋城矿区 煤层 岩性 顶板 赋存条件

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大柳塔煤矿综放工作面端头压架机理及防治技术 被引量：7

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作者 高士岗 《煤炭工程》 北大核心 2018年第9期52-55,共4页

针对神东矿区大柳塔煤矿活鸡兔井12下206工作面推过上覆区段煤柱遗留联巷时的端头压架问题,采用理论分析和相似模拟的方法,对下分层综放工作面端头压架机理展开研究,结果表明,上分层采后基本顶呈现"竖O-X"破断特征,且在回采... 针对神东矿区大柳塔煤矿活鸡兔井12下206工作面推过上覆区段煤柱遗留联巷时的端头压架问题,采用理论分析和相似模拟的方法,对下分层综放工作面端头压架机理展开研究,结果表明,上分层采后基本顶呈现"竖O-X"破断特征,且在回采巷道一侧形成了稳定的"弧形三角块"铰接结构;而在下分层综放工作面推过上覆遗留联巷时,联巷及其围岩塑性区的存在大大缩减了煤体对"弧形三角块"的有效支撑面积,在上覆载荷作用下,"弧形三角块"由稳定铰接的"砌体梁"结构经滑落失稳而演变为"悬臂梁"结构,与此同时上覆载荷也随之施加12下206工作面端头支架,并引发压架事故。据此采用了加强端头支护强度、加大端头拉网密度和强度、优化巷道布置等措施,有效保障了工作面的安全生产。 展开更多

关键词 神东矿区 综放工作面 端头压架 矿压显现 浅埋煤层 分层开采

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