“钻-切-压”定向水力压裂顶煤弱化技术应用研究

来源 :煤炭工程 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tgw2000
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针对坚硬厚煤层综放开采条件下顶煤难冒放,安全可控性差的问题,提出了“钻-切-压”定向水力压裂顶煤弱化技术,并以榆神矿区神树畔煤矿为工程背景开展了现场试验,利用钻孔窥视、高频电磁波CT技术对压裂前、后顶煤体裂隙破裂及扩展状态进行了探测,统计分析了压裂前、后工作面顶煤回收率。工程实践结果表明,“钻-切-压”定向水力压裂顶煤弱化技术对顶煤裂隙的破裂及扩展效果显著,压裂后钻孔内顶煤裂隙发育比例增加23.5%,裂缝扩展贯通范围达到10m以上;致裂区域顶煤回收率得到明显改善,水压致裂段顶煤的日放煤量由3243
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刚果(金)自然资源丰富,素有“世界原料仓库”之称,矿产、森林及水资源量均位于世界前列。全国蕴藏多种有色金属、稀有金属和非金属矿,其中铜、钴、锌、锰、锡、钽等金属和工业钻石储量可观。各类矿床总体受卢菲利安弧控制,层控型铜矿床是成矿带的主要特征,主要分布在穹窿部边缘,含矿岩石主要为罗安群地层中的白云岩及白云质页岩。
针对构造软煤钻进成孔困难、缺少有效钻进防塌孔工艺的问题,构建了软煤顺层钻孔钻进-排渣过程三维力学模型,系统分析了钻进压力、排渣动力、钻进速度对孔壁稳定性和排渣效果的影响机制,得出钻孔失稳的主控因素,并给出孔内煤屑积存量与钻进压力、排渣动力之间的数学关系式,进而获取了钻压与钻速、转速及钻具磨损量的变化特征曲线,最终提出了软煤中速控压钻进工艺,并在朱家店煤矿4号煤层进行实践,结果表明:钻孔终孔深度随钻压呈先增后减趋势,且随转速增加,其下降速率增大,塌孔夹钻次数与钻压呈“V”型变化;终孔深度受转速影响程度较
基于韩家湾煤矿3304工作面回撤通道围岩控制为研究背景,通过结合现场监测、理论分析及数值模拟的方法对回撤通道围岩的变形特征进行分析,分析结果表明:在工作面末采阶段,回撤通道由于受到应力集中的影响,出现顶板下沉、片帮等现象。为解决该问题,首先理论计算分析了工作面剩余煤柱的应力和强度的分布特征,并以实际生产为基础,提出了回撤通道不同的支护方案,采取数值模拟方法对不同支护方案对比分析,最终,对回撤通道帮部和顶部的锚杆(索)参数及型号进行合理调整,采取内部和外部支护相结合的措施来保证回撤通道围岩的稳定性。
以平煤十二矿己15-31030工作面为工程背景,研究了充填协同垮落式工作面的回撤技术。通过对工作面快速回撤前准备、现场回撤设备的布置以及回撤工艺的分析,得到了充填协同垮落式工作面快速回撤技术工艺。解决了工作面搬家时设备回撤工效低、安全性差以及综采工作面设备回撤方式不适用于充填协同垮落式工作面设备回撤的问题,提高了工作效率,保证了充填协同垮落式工作面回撤过程中的安全,保障矿井工作面的正常接替。
为了查明大型导水陷落柱发育边界及其破碎体胶结程度分布特征,利用井上下物探综合探查技术探明了大型导水陷落柱的分布位置及大致范围,利用基于地面定向水平钻的钻速录井、钻井液消耗量、岩屑录井、随钻测井等综合探查技术手段,通过数据统计分析,查清了导水陷落柱的发育边界范围、破碎体胶结情况及其分布特征。结果表明:导水陷落柱长短轴为410m×200m,陷落柱内破碎体靠近工作面运输巷突水点前方区域胶结程度差,空洞、孔隙等发育,为陷落柱导水主通道区。井上下综合物探和基于地面定向水平钻陷落柱综合探查成果为注浆治理提供了依据,同
为有效治理新集二矿巨厚推覆体下底层煤开采面临的奥灰水害问题,依据在空间上以采区为单元的区域治理、在时间上超前治理和在注浆对象上由煤层底板CⅠ3和CⅡ3转变为C312灰岩的治理原则,采取地面定向钻进技术对2201和2301待采区施工2个主孔、26个分支孔,累计进尺为28562.42m,累计注入水泥量为6278.13t。研究结果表明:地面定向钻进探查注浆技术实施后,区内观测奥灰水位的水0101长观孔水位较注浆前上涨了68.37m,太原组灰岩含水层富水性明显减弱,井下探放水钻孔单孔涌水量均小于5m3/h,保障了
因小煤窑无序开采而形成大面积的残存空巷,使得工作面在揭露小煤窑空巷过程中会出现顶板来压大,支承压力大等问题,严重影响了工作面的回采效率。针对该问题,以崔家寨矿1号煤层E13103工作面为工程研究背景,通过理论计算、数值模拟、现场矿压实测等方法对工作面过小煤窑空巷前后过程的支承压力、煤柱稳定性、顶板结构、支架工作阻力等进行研究分析,揭示了工作面支承压力分布对小煤窑空巷及工作面顶板的影响,掌握了工作面过空巷时顶板的破断规律及支承压力分布规律,得到了工作面在揭露空巷前7m到10m的区间内工作面支护阻力最大,需加
为解决煤矿井下胶带运输系统的巡检问题,研发了一套钢丝绳牵引轨道巡检机器人系统。该系统利用PLC和变频器控制箱,通过电机牵引钢丝绳,实现机器人沿轨道往返移动进行巡检。详细介绍了钢丝绳牵引轨道巡检机器人系统的组成和功能,通过典型实例,总结分析了巡检机器人巡检效果。应用结果表明,该巡检机器人系统实用性强,对智能化矿山建设具有重要意义。
为了提高煤层采前瓦斯预抽效率,降低矿井瓦斯灾害治理成本,在彬长矿区孟村煤矿开展高瓦斯煤层注液态CO2驱替瓦斯技术工业试验。研究了煤层注液态CO2过程中工艺关键参数和CO2在煤层中的有效影响半径,以期为工艺优化和技术推广提供依据。工业试验结果显示:煤层注液态CO2过程中压力、流量、泵压等关键参数呈现波动特性,反映了煤层注液态CO2过程中的动力学特征。通过液态CO2压注过程中煤层CO2浓度和温度的变化,可知工业试验过程中CO2液相渗流半径达到5m,气相扩散半径为20m。相比原始煤层瓦斯抽采,液态CO2驱替煤层
为研究开切眼和有底抽巷的运输巷爆破切顶对底板破坏深度和矿山压力的影响,以九里山14141工作面为例,运用数值模拟对比分析不同条件下切顶对底板破裂深度的影响,结合现场实测与数值模拟结果分析矿压显现规律。结果表明:有底抽巷时运输巷底板破裂深度约为14.5m;对开切眼和有底抽巷的运输巷预裂爆破,切顶能有效切断矿压传递途径,减小老顶初次来压和周期来压步距,降低巷道支承压力,从而减轻底板破裂危害;为焦作地区及全国类似煤与瓦斯突出并且受底板水害严重威胁的矿井安全回采提供借鉴。