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华北科技学院
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摘要:针对软煤强度低、 塑性好、 直接压裂增透不理想等问题,提出了软煤底板割缝导向控制压裂新技术,通过对软煤底板进行导向割缝从而控制起裂位置并扩大压裂影响半径,利用底板压裂孔内横槽与压裂孔周围控制孔的共同定向作用对压裂钻孔进行定向水力压裂.运用RFPA2D-flow软件,建立符合现场环境的底板压裂数值模型,对软煤底板破裂过程进行了数值模拟试验,揭示了底板破坏、裂隙萌生发展直至贯通的整个过程,研究了钻孔周边最大主应力、钻孔水压力等参数的分布与演化.现场应用试验表明:实施该技术后,瓦斯抽采浓度比直接压裂煤层平均增加了30.37%,瓦斯纯量平均增加了0.345m3/min且钻孔施工量减少了约60%.该技术具有压裂作用效果好、煤层瓦斯释放面积大、瓦斯扩散渗流阻力小等优点,在软煤增透消突工程中应用前景广泛....
[硕士论文] 金文广
安全工程 华北科技学院 2015(学位年度)
摘要:本文针对豫西“三软”煤层对煤层直接压裂卸压增透效果不理想的问题,提出了软煤围岩水力破裂卸压增透技术,主要通过底板割缝导向控制压裂的方法对软煤围岩进行透气性改造,大大提高了软煤层透气性与抽采效率。利用理论分析、数值模拟和现场试验相结合的方法,对典型豫西煤矿的水力压裂起裂压力、影响半径等因素进行了深入系统的研究,得出了以下研究成果:
  (1)提出了软煤底板割缝导向压裂技术,分析了底板割缝导向压裂的技术原理。该技术通过对软煤底板进行导向割缝从而控制起裂位置并扩大压裂影响半径,利用底板压裂孔内横槽与压裂孔周围控制孔的共同定向作用对压裂钻孔进行定向水力压裂。
  (2)对典型豫西软煤煤岩样进行了力学性能测试,得到了基本力学特性参数。所测得的结果为后续的数值模拟工作提供了计算依据。
  (3)利用 RFPA2D-flow软件,对比分析了传统顺层压裂与底板导向割缝压裂针对软煤层时的压裂效果,结果表明,对“三软”煤层进行水力压裂增透措施时,底板压裂的卸压增透效果更明显。
  (4)在软煤底板割缝导向压裂数值模拟中,建立了符合现场底板压裂环境的数值模型,对软煤底板压裂过程进行了数值试验,揭示底板破坏、裂隙萌生发展直至贯通的整个过程。研究了钻孔周边最大主应力、钻孔水压力等参数的分布与演化,得出了在现场条件下,底板割缝导向控制压裂技术的数值模拟压裂半径为10米。而传统顺层压裂的数值模拟压裂半径为5米。
  (5)在进行底板压裂措施后,瓦斯抽采浓度和抽采纯量都有了大幅度提高,压裂孔瓦斯抽采浓度平均值44.02%以上,最大瓦斯抽采浓度提高了8.429倍,单孔日平均抽放量提高了48.87倍,卸压增透效果显著。
摘要:针对戚家坡煤矿S204综放面煤层厚倾角大,采用“U”形通风极易造成上隅角瓦斯超限问题,分析了综放面上隅角瓦斯的主要来源与积聚成因,研究了气动风机配合涡流区置换治理上隅角瓦斯技术.通过数值模拟确定了气动风机最佳安设位置和技术参数,根据气动风机参数确定了上隅角涡流区置换工艺参数和工程实施方法.应用结果表明:技术实施后综放面上隅角瓦斯浓度下降最高可达61.78%,瓦斯超限得到了有效控制....
摘要:针对常规压裂易造成煤体卸压盲区、煤层整体卸压增透效果不理想等存在的问题,采用理论分析、数值模拟与现场实验相结合的方法,分析定向水力压裂作用机理,探讨了定向孔布置、压裂孔密封、煤体最小起裂压力等工艺技术与参数,对比分析定向与非定向压裂的裂隙扩展与贯通规律,验证了定向孔的导向、控制和卸压作用.现场对比试验发现,定向压裂后煤层瓦斯平均抽采浓度和平均抽采纯量分别是普通压裂孔的2.2倍和2.12倍.研究结果表明:定向水力压裂增透效果明显,具有良好的推广应用价值....
摘要:针对单一低透煤层瓦斯抽采浓度低、衰减快、瓦斯抽采困难等问题,提出了水力压裂增透技术.研究了水力压裂钻孔壁煤体起裂所需最小注水压力,分析了水力压裂过程中注水压力、流量等参数随注水时间动态变化特点,并对压裂前后煤层透气性系数变化和瓦斯抽采效果进行了考察.结果显示:实施水力压裂后,影响区内煤层透气性系数提高了20.32倍,平均瓦斯抽采浓度和纯量分别提高了4.1倍和5.1倍,水力压裂增透效果显著....
[期刊论文] 陈学习 金文广 张晓伟
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北大核心 CSTPCD
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摘要:针对王行庄矿二1煤层透气性、瓦斯预抽率低等问题,提出了水力压裂增透技术,分析了水力压裂增加煤层透气性机理,确定了水力压裂工艺及参数,并在二1煤层11091运输巷进行了水力压裂技术试验。结果表明:实施水力压裂后,煤层瓦斯平均抽采浓度提高了5.3倍,瓦斯抽采量提高了6.1倍,提高煤层透气性和瓦斯抽采率的效果较理想。...
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北大核心 CSTPCD
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摘要:针对目前本煤层瓦斯抽采封孔注浆压力小、封孔深度小、封孔长度短、封孔操作繁琐等问题,分析了抽采钻孔漏气机制,研发了气囊封堵带压注浆密封技术.该技术通过两段膨胀时间可控的气囊,实现抽采钻孔两端任意深度的初步密封;然后在膨胀气囊之间的封闭钻孔空间内,带压注入高水速凝膨胀无机材料,通过浆液封堵、凝固后膨胀压实钻孔周围裂隙等作用,实现抽采钻孔可靠密封.现场应用试验表明:该技术可使本煤层钻孔瓦斯抽采浓度平均提高25.5%,瓦斯浓度衰减速度显著降低,有效抽采周期大幅延长....
摘要:为研究不同注水条件对煤样瓦斯解吸规律的影响,采用自行研制的吸附-注水-解吸试验装置,分别进行不同吸附平衡压力、不同注水压力、不同注水介质条件下煤样瓦斯解吸特性实验.结果表明:吸附平衡压力越大,相同时间内煤样瓦斯解吸总量越大;注水压力主要影响煤样瓦斯达到相对解吸平衡时间和累积瓦斯解吸量;注表面活性剂溶液比注纯水煤样相同条件下瓦斯解吸量小,对煤样瓦斯封堵作用更明显.该成果对煤层注水防治矿井瓦斯具有一定的指导意义....
[成果] 1400641164 安徽
TD713.2 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2014
成果简介:该项目理论研究得出煤巷两帮卸压瓦斯带宽度与时间的关系式,提出了卸压密闭取芯直接测定瓦斯含量的基本原理,然后通过数值模拟和理论分析推导出了取芯前钻孔煤芯瓦斯漏失量计算公式。提出前保压、后卸压采样的指导思想和取芯筒口密封液保压、真空室卸压和无转移防瓦斯漏失等一体化技术,最大限度地防止所取煤芯瓦斯的漏失,提高瓦斯含量直接测定的准确性。研制出瓦斯含量快速测定关键装备;双管单动卸压密闭煤芯取样器。推导出瓦斯含量变化速率公式,理论分析得出瓦斯含量指标敏感性条件。
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