贵州官寨井田煤层气直井压裂工艺分析 被引量：9

1

作者 胡正田 万志杰 +1 位作者 张东亮 巩泽文 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期46-50,共5页

以贵州官寨井田GZ-01井为例,针对地质条件复杂、煤层破碎松软、透气性较差以及煤层单层厚度薄且层数多的特点,分别从目标层(段)、射孔、压裂液配方、支撑剂、压裂方式与规模等方面探讨了适合该井田地质与储层条件的煤层气压裂工艺。结... 以贵州官寨井田GZ-01井为例,针对地质条件复杂、煤层破碎松软、透气性较差以及煤层单层厚度薄且层数多的特点,分别从目标层(段)、射孔、压裂液配方、支撑剂、压裂方式与规模等方面探讨了适合该井田地质与储层条件的煤层气压裂工艺。结果表明,贵州官寨井田煤层膨胀性较低,加入1.0%的KCl可抑制煤层膨胀;采用高砂比、大液量、中排量的压裂规模进行分段多层压裂。 展开更多

关键词 官寨井田 煤层气直井 压裂工艺

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贵州对江南井田地面煤层气抽采潜力分析 被引量：6

2

作者 胡正田 张东亮 +1 位作者 万志杰 巩泽文 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期49-52,共4页

对江南井田位于贵州织纳煤田西部,为高阶无烟煤赋存区,煤层发育具有层数多、厚度薄、成群分布"的特点。采用气含量测试、注入/压降试井、钻孔煤层和煤体结构分析等方法,对煤储层含气性、渗透性、储层压力和地应力等进行了系统分析... 对江南井田位于贵州织纳煤田西部,为高阶无烟煤赋存区,煤层发育具有层数多、厚度薄、成群分布"的特点。采用气含量测试、注入/压降试井、钻孔煤层和煤体结构分析等方法,对煤储层含气性、渗透性、储层压力和地应力等进行了系统分析。采用体积法估算了对江南井田煤层气资源量,评价了煤层气可采性和资源潜力。结果表明:对江南井田煤层气保存条件好,气含量高,资源量大,资源丰度较高;构造作用虽然破坏了煤的原生结构,但可采煤层均以碎裂结构为主,煤储层仍然保留有较好的裂隙网络,储层增渗可改造性强,具有抽采潜力。 展开更多

关键词 煤层气 煤储层 抽采潜力 对江南井田

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贵州官寨煤矿“先抽后建”地面瓦斯抽采工艺分析 被引量：3

3

作者 胡正田 万志杰 张东亮 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期50-54,60,共6页

新建突出矿井必须进行地面钻井预抽,做到"先抽后建"的要求。结合贵州官寨煤矿开拓部署,构建了官寨煤矿"先抽后建"的工艺流程,提出了主斜井地面实施定向井水力压裂、副立井采用洞穴完井、首采面采用丛式井水力压裂... 新建突出矿井必须进行地面钻井预抽,做到"先抽后建"的要求。结合贵州官寨煤矿开拓部署,构建了官寨煤矿"先抽后建"的工艺流程,提出了主斜井地面实施定向井水力压裂、副立井采用洞穴完井、首采面采用丛式井水力压裂的工艺,从而使官寨煤矿实施"先抽后建"地面瓦斯抽采与矿井建设工程可以做到很好的统筹衔接,对于煤矿区协调实施煤层气与煤炭开发具有很好的借鉴意义。 展开更多

关键词 新建突出矿井 先抽后建 煤层气开发 区域瓦斯治理

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大倾角煤层安全高效开采技术研究进展 被引量：148

4

作者 伍永平 刘孔智 +2 位作者 贠东风 解盘石 王红伟 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1611-1618,共8页

在综述国内外大倾角煤层开采现状的基础上,认为综合机械化开采是大倾角煤层安全高效开采的惟一出路,并指出了实现大倾角煤层长壁综采需解决的理论与技术难题。给出了大倾角煤层的概念和工程解释。重点论述了大倾角煤层开采基础理论、关... 在综述国内外大倾角煤层开采现状的基础上,认为综合机械化开采是大倾角煤层安全高效开采的惟一出路,并指出了实现大倾角煤层长壁综采需解决的理论与技术难题。给出了大倾角煤层的概念和工程解释。重点论述了大倾角煤层开采基础理论、关键技术、成套装备等方面的研究现状及进展,系统介绍了我国大倾角中厚煤层综采、厚煤层大采高开采、特厚煤层综放开采、煤层群综采及回采巷道支护等工程实践。 展开更多

关键词 大倾角煤层 安全高效开采 综合机械化 走向长壁

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大倾角大采高综采工作面煤壁非对称受载失稳特征 被引量：35

5

作者 罗生虎 伍永平 +2 位作者 刘孔智 解盘石 王红伟 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期1829-1836,共8页

煤壁片帮是大倾角厚煤层综采亟待解决的关键问题之一,以2130煤矿25221大倾角大采高综采工作面为研究背景,采用理论分析、数值计算、物理相似材料模拟实验和现场监测相结合的综合研究方法,系统研究了大倾角大采高综采工作面煤壁的受载与... 煤壁片帮是大倾角厚煤层综采亟待解决的关键问题之一,以2130煤矿25221大倾角大采高综采工作面为研究背景,采用理论分析、数值计算、物理相似材料模拟实验和现场监测相结合的综合研究方法,系统研究了大倾角大采高综采工作面煤壁的受载与失稳特征。结果表明,在大倾角大采高煤层开采中,受采高增大影响,围岩运动的幅度和剧烈程度较一般采高大倾角煤层开采时明显增大,覆岩垮落充填的非均匀特征进一步增强,煤壁支承压力的非对称特性亦明显增大;采动过程中煤壁的力学性质逐步劣化,伴随着裂隙的扩展、演化和贯通,煤壁开裂并形成滑移体,当滑移体周围约束解除或支承压力增大时,滑移体沿滑移面滑移,形成煤壁片帮;在工作面倾向,中部区域是煤壁片帮的高发区域,上部次之,下部最少,与煤壁的非对称受载特征相吻合;在垂直煤层方向,煤壁变形亦非对称,煤壁位移量中上部大于下部,靠近顶板区域易发生煤壁片帮;在煤壁重力倾向分量影响下,煤壁片帮易向倾向上部煤体蔓延。基于上述分析,并结合2130煤矿25221工作面的生产实际,提出了大倾角大采高综采工作面煤壁片帮防治措施。 展开更多

关键词 大倾角煤层 大采高开采 煤壁片帮

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大倾角煤层长壁开采空间应力拱壳形态研究 被引量：27

6

作者 罗生虎 伍永平 +2 位作者 刘孔智 解盘石 郎丁 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期2993-2998,共6页

大倾角煤层特殊的赋存条件,造成在大倾角煤层开采中顶板空间应力场的演化规律、顶板破断垮落后所形成的围岩结构等较缓倾斜煤层开采时异常复杂,导致维持顶板稳定性的难道加大。基于大倾角煤层开采物理相似材料模拟实验和数值仿真结果,... 大倾角煤层特殊的赋存条件,造成在大倾角煤层开采中顶板空间应力场的演化规律、顶板破断垮落后所形成的围岩结构等较缓倾斜煤层开采时异常复杂,导致维持顶板稳定性的难道加大。基于大倾角煤层开采物理相似材料模拟实验和数值仿真结果,分析了在大倾角煤层开采中围岩结构的基本特征和应力拱壳的基本特性,认为非对称空间应力拱壳是开采扰动破坏原岩应力平衡后,上覆岩层在自我组织能力作用下所形成的主应力迹线的空间展布形态,空间应力拱壳沿走向对称,沿倾向非对称,且当工作面推进距离远大于工作面长度时,空间应力拱壳中间区域沿倾向的形态基本保持不变。据此,在考虑冒落矸石非均匀充填效应的基础上,建立了沿倾向和沿走向的三铰拱力学模型,推导给出了沿倾向非对称拱和沿走向对称拱的轴线方程,并通过算例对研究结果进行验证。结果表明,文中给出的轴线方程能较好的描述采场空间应力拱壳的基本形态;当工作面推进距离远大于工作面长度时,空间应力拱壳沿走向两端对称区域的形态基本保持不变;沿走向对称应力拱的拱高和跨长在倾斜方向上呈先增大后减小的趋势;最大垮落高度在倾向方向的中上部区域,该区域走向应力拱的跨长和拱高也最大。 展开更多

关键词 大倾角煤层 应力拱壳 形态方程

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基于大范围岩层控制技术的大倾角煤层区段煤柱失稳机理 被引量：33

7

作者 伍永平 皇甫靖宇 +2 位作者 解盘石 胡博胜 刘孔智 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期3062-3071,共10页

为了实现大范围岩层控制技术,提高大倾角煤层长壁工作面"R-S-F"系统稳定性,在分析区段采空区围岩失稳机制的基础上,建立区段间围岩失稳模型,研究了区段煤柱的应力分布规律和失稳破坏准则,确定了区段煤柱的合理尺寸。结果表明... 为了实现大范围岩层控制技术,提高大倾角煤层长壁工作面"R-S-F"系统稳定性,在分析区段采空区围岩失稳机制的基础上,建立区段间围岩失稳模型,研究了区段煤柱的应力分布规律和失稳破坏准则,确定了区段煤柱的合理尺寸。结果表明:大倾角煤层区段围岩联通运移可总结为"挤压-弯垮"与"压垮-倾倒"两种模式。而要实现大范围岩层控制技术,应使区段采空区围岩以"压垮-倾倒"模式进行失稳联通。覆岩结构以"梁-拱组合梁"形式存在时,区段煤柱强度决定了区段采空区的联通运移模式,以"双拱连续梁"形式存在时,区段煤柱尺寸决定了"压垮-倾倒"联通运移模式的矿压显现特征及变形破坏后的采空区三维空间形态。因而大范围岩层控制技术的关键在于区段煤柱的设计。结合区段煤柱自身强度及失稳破坏准则,确定其宽度k须在满足k>kZH条件的同时尽量满足k<kSK。最后以甘肃东峡煤矿大倾角煤层多区段开采为例,进行理论计算判定与相似模拟实验对比分析,从而对提出的区段煤柱失稳机理进行了验证。 展开更多

关键词 大倾角煤层 区段大范围岩层控制 区段煤柱 稳定性

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大倾角煤层飞矸运移能量演化特征仿真与实验研究 被引量：9

8

作者 伍永平 胡博胜 +1 位作者 王红伟 刘孔智 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2018年第1期37-42,共6页

大倾角工作面飞矸运移过程能量演化特征对设备(人员)损伤影响显著,是科学防护飞矸灾害的基础。以大倾角大采高工作面为工程背景,通过理论分析、数值计算及物理模拟方法对飞矸运移方式、能量演化、距离定量进行了研究。结果表明:飞矸运... 大倾角工作面飞矸运移过程能量演化特征对设备(人员)损伤影响显著,是科学防护飞矸灾害的基础。以大倾角大采高工作面为工程背景,通过理论分析、数值计算及物理模拟方法对飞矸运移方式、能量演化、距离定量进行了研究。结果表明:飞矸运动按阶段可分为一次碰撞与倾向碰撞滑移阶段,按方式分为一次碰撞滑移、多次间歇碰撞及多次间歇碰撞滑移3种;飞矸随煤层倾角增加走向、倾向滑移(滚)距离增加,对人员及设备的伤损程度相应提高;飞矸在扰动力和重力作用下,一次碰撞及倾向碰撞滑移阶段能量耗散为变形能、摩擦热和其它形式耗散能,宏观上能量演化表现在飞矸速度、位移发生变化;对工作面飞矸损物事故进行实验模拟,运移距离理论计算值与实测值较好的吻合。 展开更多

关键词 大倾角煤层 飞矸灾害 数值仿真 碰撞滑移 耗散与摩擦

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新建突出煤矿“先抽后建”模式与实施路径 被引量：10

9

作者 曹佐勇 何学秋 +3 位作者 王恩元 徐佑林 杜宏 张东亮 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S2期425-433,共9页

针对国家提出的加快煤层气地面开发和推广煤矿"先抽后建"理念,分析了新建突出煤矿"先抽后建"的基本特征,构建了"先抽后建"的时间-空间-安全条件模式模型与政策落实-技术研究-工程实施路径图,并对官寨煤... 针对国家提出的加快煤层气地面开发和推广煤矿"先抽后建"理念,分析了新建突出煤矿"先抽后建"的基本特征,构建了"先抽后建"的时间-空间-安全条件模式模型与政策落实-技术研究-工程实施路径图,并对官寨煤矿工程实例进行了研究。研究得出:煤层气地面井抽采是煤矿区域瓦斯治理的创新举措,是推动实现新建突出煤矿"先抽后建"的有效途径;"先抽后建"模式为科学规划煤层气抽采与矿井建设的工程分区,统筹衔接和协调实施煤层气与煤炭开发;实施路径是在煤矿筹建阶段明确落实"先抽后建"政策的总体方案,根据项目可行性研究的成果,研究编制"先抽后建"的技术实施方案,按照地面钻井-瓦斯先抽-矿井后建的步骤进行"先抽后建"的工程实施。现场工程实践显示,官寨井田煤层气开发与矿井建设工程"先抽后建"方案可行,具有典型的代表性和很好的借鉴意义。 展开更多

关键词 新建突出煤矿 煤层气开发 地面井抽采 区域瓦斯治理 先抽后建

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井筒揭煤区域的地面瓦斯抽采防突技术研究 被引量：6

10

作者 曹佐勇 徐佑林 +3 位作者 王恩元 杜宏 张东亮 罗荣彬 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第3期73-77,共5页

为保障新建突出矿井揭煤安全,提高地面瓦斯抽采井的抽采消突效果,对官寨煤矿瓦斯抽采井井型选择、瓦斯抽采工艺和技术、抽采效果预测等方面开展研究。结果表明:在地质构造复杂地区进行地面瓦斯抽采时,由于断层发育、煤层赋存不稳定,不... 为保障新建突出矿井揭煤安全,提高地面瓦斯抽采井的抽采消突效果,对官寨煤矿瓦斯抽采井井型选择、瓦斯抽采工艺和技术、抽采效果预测等方面开展研究。结果表明:在地质构造复杂地区进行地面瓦斯抽采时,由于断层发育、煤层赋存不稳定,不宜施工水平井,采用垂直井和定向井更具有针对性和适用性;对具有突出危险性的煤层20 m范围进行射孔,并采用"泵送桥塞分段压裂"进行水力压裂改造,压裂完成后,对改造煤层进行合层抽采,抽采效果较好。工程实践表明,采用地面瓦斯抽采井进行瓦斯抽采能有效降低煤与瓦斯突出危险性,保障井筒安全施工。 展开更多

关键词 瓦斯抽采井 煤与瓦斯突出 井筒揭煤 数值计算

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大倾角松软煤层综放工作面支架稳定性控制技术 被引量：2

11

作者 刘孔智 刘黎明 +2 位作者 曾佑富 解盘石 赵平风 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2015年第8期50-54,共5页

基于大倾角"三软"煤层综放开采覆岩变形、破坏和运移规律复杂,对支架稳定性影响较大的现象。以长山子煤矿1123工作面为研究对象,采用现场实测、理论分析、相似模拟试验,对影响支架稳定性的倾角、采高、阻力3个主要因素进行研... 基于大倾角"三软"煤层综放开采覆岩变形、破坏和运移规律复杂,对支架稳定性影响较大的现象。以长山子煤矿1123工作面为研究对象,采用现场实测、理论分析、相似模拟试验,对影响支架稳定性的倾角、采高、阻力3个主要因素进行研究。结果表明:各因素对工作面支架稳定性影响程度依次为:支架倾角>采煤高度>支架工作阻力。支架载荷特征表明:沿工作面倾斜中部、中上部区域支架载荷较大,上部区域支架载荷变化大。支架位移特征表明:工作面支架具有沿倾向倾倒趋势,且工作面中上部区域倾倒趋势较为明显,同时中上部区域支架受底板变形影响较大,出现底座向倾斜上部运动的趋势。据此,提出了支架稳定性控制措施。 展开更多

关键词 大倾角松软煤层 综放开采 支架稳定性 控制措施

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对江南煤矿煤层群开采保护层选择分析 被引量：8

12

作者 胡正田 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2015年第5期579-583,共5页

基于对江南煤矿煤层群开采时遇到的实际问题,以及对该矿井田范围内可采煤层赋存及瓦斯赋存条件进行分析,提出了对江南煤矿煤层群开采保护层的方法来解决矿井瓦斯灾害的重要性。通过对对江南煤矿煤层突出危险性指标、瓦斯赋存、煤层赋存... 基于对江南煤矿煤层群开采时遇到的实际问题,以及对该矿井田范围内可采煤层赋存及瓦斯赋存条件进行分析,提出了对江南煤矿煤层群开采保护层的方法来解决矿井瓦斯灾害的重要性。通过对对江南煤矿煤层突出危险性指标、瓦斯赋存、煤层赋存条件分析,同时对该矿可采煤层的开采顺序进行分析研究,确定优先选择突出危险程度较小的M51煤层作为保护层先行开采的技术方案。通过开采保护层的方法来解决对江南煤矿煤层群开采时矿井瓦斯灾害问题,是一种综合治理瓦斯问题的有效合理化建议,可为黔北矿区具有类似条件的矿井在科研、初步设计过程中提供借鉴指导意义。 展开更多

关键词 煤层群开采 保护层 瓦斯赋存 瓦斯治理

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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

13

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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