基于钻孔破壁卸压增透技术的低渗煤层瓦斯防治技术

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作者 闫本正 王洪盘 《中国煤炭》 2018年第11期114-118,共5页

结合石油开采过程中采用的水射流增透的相关机理,采用水力连续疏孔机对瓦斯抽采钻孔进行破壁卸压增透作业,在新河煤矿进行了瓦斯抽采钻孔破壁卸压增透现场试验。结果表明,当钻孔向下倾斜角度小于25°时,采用破壁卸压增透技术能够很... 结合石油开采过程中采用的水射流增透的相关机理,采用水力连续疏孔机对瓦斯抽采钻孔进行破壁卸压增透作业,在新河煤矿进行了瓦斯抽采钻孔破壁卸压增透现场试验。结果表明,当钻孔向下倾斜角度小于25°时,采用破壁卸压增透技术能够很好的改善煤层的透气性,提高煤层瓦斯抽采效率。 展开更多

关键词 瓦斯抽采 卸压增透 高压水射流 瓦斯浓度 瓦斯流量

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强突出煤层“内保护层”构建理论及工程实践 被引量：12

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作者 辛新平 杨程涛 +3 位作者 魏建平 刘勇 王一彤 徐向宇 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期267-281,共15页

保护层开采是煤矿瓦斯灾害防治最有效的技术手段,适用于有保护层可采的多煤层(群)等。对于无保护层可采的强突出单一煤层,随着采深加大、开采强度增加、构造更加复杂等多重因素叠加影响,应力与瓦斯耦合型灾害成为主导。为消除煤与瓦斯... 保护层开采是煤矿瓦斯灾害防治最有效的技术手段,适用于有保护层可采的多煤层(群)等。对于无保护层可采的强突出单一煤层,随着采深加大、开采强度增加、构造更加复杂等多重因素叠加影响,应力与瓦斯耦合型灾害成为主导。为消除煤与瓦斯突出危险,目前采取的诸如机械扩孔、水力冲孔、水射流割缝和水力压裂等措施均能较好地提高抽采效果,但未能实现均匀卸压、均匀增透和消除应力异常,存在一定的消突局限性。如何实现瓦斯高效抽采和高效消突是长期遏制该类煤层安全高效开采的主要技术瓶颈。研究结合河南能源集团所属突出矿井“零距离保护层”分层开采、穿层钻孔卸压增透强化抽采消突的工程实践,通过优化穿层钻孔设计、合理选择卸压措施和精准计量掏出煤量,强化卸压消突效果考察,实现大区域连片均匀卸压,形成了在煤层内构建类似保护层的消突途径,提出了“构建内保护层技术”,实现了强力均匀卸压、高效抽采,实现煤层快速消突。总结以河南能源焦煤公司为代表的突出矿井瓦斯治理技术发展历史及经验,开展单一厚煤层“构建内保护层技术”研究,阐释了“构建内保护层”消突的科学内涵、消突机理构建方法,开发了内保护层消突效果评价技术,构建了强突出单一煤层内保护层消突技术体系并制定了相关企业标准。提出强突出单一煤层主动构建内保护层的消突理念,创新了保护层开采的内涵和外延,为强突出单一煤层高效消突提供了较完善的技术体系和较为坚实的理论基础及技术手段。 展开更多

关键词 内保护层 强突煤层 消突技术 消突评价 抽采效果

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煤矿井下水力扰动抽采瓦斯技术体系 被引量：18

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作者 马耕 陶云奇 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2016年第1期29-38,共10页

以深部突出危险性强的首采层和不具备保护层开采条件下的单一低透突出煤层瓦斯高效抽采为立足点,基于煤矿井下瓦斯抽采存在的问题,引出并定义了煤矿井下水力扰动抽采瓦斯技术。以"精细地质设计优化、钻压冲修扰动强化、封联抽排工... 以深部突出危险性强的首采层和不具备保护层开采条件下的单一低透突出煤层瓦斯高效抽采为立足点,基于煤矿井下瓦斯抽采存在的问题,引出并定义了煤矿井下水力扰动抽采瓦斯技术。以"精细地质设计优化、钻压冲修扰动强化、封联抽排工艺细化、瓦斯抽采评价量化"为技术主线提出了煤矿井下水力扰动抽采瓦斯技术体系,重点介绍了其10项核心技术及装备的作用、特点及现场应用情况。针对该技术体系在基础理论、卸压增透核心技术和配套装备存在的问题,认为精细化抽采地质分析和单一低透煤层煤与瓦斯共采模式基础理论研究、卸压增透核心技术的完善与集成和配套装备的系列化和智能化是今后技术体系完善进程中的研究重点。 展开更多

关键词 瓦斯抽采 抽采地质 煤与瓦斯共采 水力扰动 钻冲一体化

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煤与瓦斯突出综合预警系统应用 被引量：5

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作者 朱振 吴保磊 +2 位作者 孟杰 陶云奇 王峰 《工矿自动化》 北大核心 2017年第8期87-90,共4页

针对常规的煤与瓦斯突出预测技术采用单一预测指标不能综合考虑突出危险影响因素的问题,设计了煤与瓦斯突出综合预警系统,给出了系统的结构及其功能,并以龙山煤矿为例介绍了系统的应用流程。实际应用结果表明,该系统能有效探测危险区域... 针对常规的煤与瓦斯突出预测技术采用单一预测指标不能综合考虑突出危险影响因素的问题,设计了煤与瓦斯突出综合预警系统,给出了系统的结构及其功能,并以龙山煤矿为例介绍了系统的应用流程。实际应用结果表明,该系统能有效探测危险区域,实现了煤与瓦斯突出预警。 展开更多

关键词 煤炭开采 煤与瓦斯突出 突出预测 综合预警

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水力冲孔卸压范围及瓦斯抽采规律研究 被引量：21

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作者 王峰 陶云奇 刘东 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第10期96-100,共5页

为了研究水力冲孔对钻孔周围煤体的卸压增透作用机理,以瓦斯压力观测法和抽采参数监测为技术手段,运用井下考察试验和数据分析的方法,研究了水力冲孔钻孔周围煤体卸压特征和瓦斯抽采规律,结果表明:中马村矿水力冲孔钻孔周围煤体的卸压... 为了研究水力冲孔对钻孔周围煤体的卸压增透作用机理,以瓦斯压力观测法和抽采参数监测为技术手段,运用井下考察试验和数据分析的方法,研究了水力冲孔钻孔周围煤体卸压特征和瓦斯抽采规律,结果表明:中马村矿水力冲孔钻孔周围煤体的卸压影响范围为5 m,充分卸压范围为1.5 m,且水力冲孔钻孔的瓦斯抽采规律分2个阶段:瓦斯高效抽采期(抽采前5 d),该阶段瓦斯抽采量来源以充分卸压区煤体瓦斯快速解吸释放为主,解吸量大,衰减快,水力冲孔钻孔瓦斯抽采速率衰减呈幂函数规律;瓦斯稳定抽采期(抽采5 d后),该阶段充分卸压区煤体瓦斯解吸已完成,瓦斯抽采来源以卸压影响区域煤体瓦斯解吸运移为主,瓦斯抽采速率衰减稳定,呈指数函数特征。 展开更多

关键词 水力冲孔 瓦斯抽采 冲孔煤量 卸压范围

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抽采孔修复增透技术在石门揭煤中的应用 被引量：1

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作者 王洪盘 闫本正 +1 位作者 陶云奇 陈顶峰 《中国煤炭》 北大核心 2017年第11期97-100,119,共5页

针对演马庄矿石门揭煤存在突出危险性大、技术工艺复杂的问题,采用抽采钻孔修复增透技术,对石门揭煤区域设计的抽采钻孔进行水力冲孔修复,提高了钻孔的抽采效果,实现了石门揭煤区域储层的快速消突,大大提高了高突煤层石门揭煤的速度,较... 针对演马庄矿石门揭煤存在突出危险性大、技术工艺复杂的问题,采用抽采钻孔修复增透技术,对石门揭煤区域设计的抽采钻孔进行水力冲孔修复,提高了钻孔的抽采效果,实现了石门揭煤区域储层的快速消突,大大提高了高突煤层石门揭煤的速度,较好地解决了煤矿井下采掘作业接替紧张的现状。 展开更多

关键词 石门揭煤 突出危险性 钻孔修复增透技术 抽采效果

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全封闭负压连抽高效防喷装置研究及应用

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作者 穆朝元 武腾飞 +2 位作者 张朝文 刘勇 熊俊杰 《煤炭工程》 北大核心 2025年第1期218-224,共7页

为了解决高山煤矿采掘接替紧张问题,通过优化、改进孔口防喷管及防喷三通、“煤渣-水-瓦斯”分离箱、配套研制了螺旋输送装置、行走装置及断电保护装置,形成了具有“孔口-防喷三通-分离箱”多重密封防喷系统的全封闭负压连抽高效防喷装... 为了解决高山煤矿采掘接替紧张问题,通过优化、改进孔口防喷管及防喷三通、“煤渣-水-瓦斯”分离箱、配套研制了螺旋输送装置、行走装置及断电保护装置,形成了具有“孔口-防喷三通-分离箱”多重密封防喷系统的全封闭负压连抽高效防喷装置,并结合钻孔施工工艺,提出了“孔口-防喷筒-分离箱”多重密封工艺,形成了全封闭负压连抽防喷装置施工工艺,实现了钻孔施工发生喷孔过程中的煤渣、水、瓦斯的全封闭治理,并在高山煤矿1907底抽巷进行了现场试验。现场试验结果表明:该装置及其工艺流程实现了打钻喷孔过程中钻渣、水、瓦斯的全封闭治理,有效控制了瓦斯超限,在钻孔发生喷孔时,抽采管路内的瓦斯浓度最高约26%,回风流中的瓦斯浓度最高为0.05%,未出现瓦斯超限情况,在采取安全防护措施的前提下,保证了继续钻进,进尺最大达到60 m/班,提高1~1.5倍;全封闭负压连抽防喷装置能够有效控制瓦斯超限问题,确保了打钻喷孔过程中钻渣、水、瓦斯的全封闭治理,有效控制了瓦斯超限,确保钻孔施工过程的连续性,缩短了瓦斯治理周期,对类似矿井瓦斯治理提供了重要的示范引领作用。 展开更多

关键词 高瓦斯 低透气性 喷孔 瓦斯超限 防喷装置 瓦斯抽采

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水力冲孔钻孔有效抽采半径的测试研究 被引量：12

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作者 王峰 陶云奇 冀凯 《矿业安全与环保》 北大核心 2017年第6期49-53,共5页

为了研究水力冲孔钻孔有效抽采半径与冲煤量、抽采期的关系,采用煤层瓦斯含量法进行现场试验研究,采用冲煤量统计、瓦斯抽采数据采集等手段进行分析考察,最终获得中马村矿不同冲煤量和不同抽采期的水力冲孔钻孔有效抽采半径。研究结果表... 为了研究水力冲孔钻孔有效抽采半径与冲煤量、抽采期的关系,采用煤层瓦斯含量法进行现场试验研究,采用冲煤量统计、瓦斯抽采数据采集等手段进行分析考察,最终获得中马村矿不同冲煤量和不同抽采期的水力冲孔钻孔有效抽采半径。研究结果表明,水力冲孔钻孔有效抽采半径随冲煤量及抽采时间的增加而增大,但增长速度逐渐衰减,根据其增长规律,获得中马村矿最佳水力冲煤量为1.0~2.0 t/m、最佳抽采期为90 d,相应的有效抽采半径为3.50~3.73 m,并通过卸压范围考察获得水力冲孔充分卸压范围为1.5 m,佐证了水力冲孔有效抽采半径考察结果的合理性。该研究方法具有较强的适用性,可为不同地质条件的矿井提供技术支持。 展开更多

关键词 水力冲孔 有效抽采半径 瓦斯抽采 冲煤量 卸压范围

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无线电波透视技术在探测瓦斯异常中的应用 被引量：3

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作者 王洪盘 《中国煤炭》 2018年第10期153-157,共5页

以演马庄矿27131下段工作面实际地质情况为背景,采用无线电波透视技术探测采煤工作面中的隐伏瓦斯地质异常区域,对整个工作面的瓦斯地质异常做整体分析评价。通过采用定点扫描法3种频率对工作面进行探测,圈定3处较为集中的异常区,并分... 以演马庄矿27131下段工作面实际地质情况为背景,采用无线电波透视技术探测采煤工作面中的隐伏瓦斯地质异常区域,对整个工作面的瓦斯地质异常做整体分析评价。通过采用定点扫描法3种频率对工作面进行探测,圈定3处较为集中的异常区,并分析推断引起物探异常区的原因,在27131下段工作面回采过程中都得到了进一步的验证,与采前的分析结论基本一致。 展开更多

关键词 无线电波透视 瓦斯异常区 定点法 探测频率

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大尺寸真三轴煤岩水力压裂模拟试验与裂缝扩展分析 被引量：24

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作者 张帆 马耕 冯丹 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1890-1897,共8页

水力压裂是一项广泛应用于低渗煤层的卸压增透技术。为了深入研究煤岩受力、天然裂缝、泵注排量对水力裂缝扩展规律及空间结构的影响,采用大尺寸真三轴水力压裂试验系统、压裂液中添加示踪剂等方式,在真三轴条件下对大尺寸煤岩进行了水... 水力压裂是一项广泛应用于低渗煤层的卸压增透技术。为了深入研究煤岩受力、天然裂缝、泵注排量对水力裂缝扩展规律及空间结构的影响,采用大尺寸真三轴水力压裂试验系统、压裂液中添加示踪剂等方式,在真三轴条件下对大尺寸煤岩进行了水力压裂试验。通过剖切压裂试样描述了水力裂缝扩展和空间展布规律,分析了裂缝宽度与应力之间的关系,并初步探讨了煤岩水力裂缝网络的形成机制。结果表明:(1)水力裂缝自割理处起裂并沿割理扩展、连接割理,进而形成复杂的裂缝网络结构;(2)水力裂缝受应力条件作用明显,当最大水平主应力和垂向应力相近,且远大于最小水平主应力时,易形成复杂的裂缝形态;(3)煤岩天然裂隙的存在是形成裂缝网络结构的前提,泵注排量对裂缝网络的形成也有重要影响;(4)煤岩裂隙在局部区域影响水力裂缝转向、分叉,但最终水力裂缝在扩展过程中逐渐转向至最大主应力方向;(5)水力压裂过程中,裂缝宽度的变化不仅与煤岩所受应力有关,还受到压裂液排量、天然裂缝等因素的影响。研究结果可以为煤岩裂缝网络的形成机制、现场施工参数的选取提供技术支持。 展开更多

关键词 煤层气 水力压裂 裂缝扩展 裂缝网络 裂缝宽度

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定长定位封孔工艺的研究及应用 被引量：1

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作者 闫本正 陶云奇 +1 位作者 王洪盘 张军波 《矿业安全与环保》 北大核心 2018年第2期65-67,71,共4页

为探索更加简便和有效的瓦斯抽采钻孔封孔技术及工艺,通过对常用的瓦斯抽采钻孔封孔技术及工艺进行分析,研究了定长定位钻孔封孔工艺,并研制出与之配套的两端自堵式封孔囊袋。该技术工艺简便快捷,实现了一次性带压注浆封孔,并能够实现... 为探索更加简便和有效的瓦斯抽采钻孔封孔技术及工艺,通过对常用的瓦斯抽采钻孔封孔技术及工艺进行分析,研究了定长定位钻孔封孔工艺,并研制出与之配套的两端自堵式封孔囊袋。该技术工艺简便快捷,实现了一次性带压注浆封孔,并能够实现瓦斯抽采钻孔的定长定位封孔,封孔效果较好、效率较高,降低了工人的劳动强度。在龙山煤矿进行了封孔工艺效果对比试验,结果表明:定长定位封孔工艺能提高瓦斯抽采钻孔的封孔质量,单孔平均瓦斯抽采浓度提高约37.5%,所封钻孔的瓦斯抽采浓度衰减速度较慢,钻孔的使用周期较长,高浓度瓦斯抽采钻孔的比例较高。 展开更多

关键词 瓦斯抽采 钻孔 封孔工艺 定长定位封孔 带压封孔 封孔囊袋

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