煤矿井下钻孔高压水力压裂技术研究与应用研究报告(3)

2019-03-11 08:32

一个泄压抽放钻孔,钻孔终孔位置控制到被掩护巷道中心线位置。

2.压裂钻孔及抽放钻孔设计钻孔终孔位置要穿过被掩护煤层不低于6米;

3.水力压裂孔布孔方式可根据煤层变化和压裂效果进行调整。 4.水力压裂钻孔孔径不得小于89mm,以便于下管注浆封孔; 5.封孔深度要求全岩段封孔;

(三)探索出穿层水力压裂的各项技术标准; 1.注水压裂的横向影响范围为30米左右; 2.注水压力以25Mpa~30Mpa为宜;

3.注水时间一般要3~4小时为宜,以卸压或不进水为准;

4.注水孔前后5米范围内的其它孔必须封孔,注水孔终孔位置和抽放孔不能在同一轴线上,否则易卸压。

5.预留安全煤柱距离

为确保被掩护巷工作面前方水力压裂时的安全,水力压裂孔距工作面必须预留不低于30米的安全煤柱做保护。

(四)制定出突出煤层穿层松爆区域性消突技术参数标准。 突出煤层在采取穿层松爆抽放后,达到一定预抽效果后,进行区域措施效果检验。其效果检验技术参数标准如下:

测定预抽区域内残存瓦斯压力或残存瓦斯含量:

1.当残存瓦斯压力(P)<0.74MPa或残存瓦斯含量(W)<8m3/t时,为无突出危险区,采取安全防护措施后进行采掘作业。

2.当残存瓦斯压力≥0.74MPa或残存瓦斯含量≥8m3/t时,需要对瓦斯放散初速度△p,煤的坚固性系数f和水分含量进行测定,

当△p<10,f>0.5和水分含量>3.5时,确定为无突出危险,采取安全防护措施后进行采掘作业。

当△p≥10或f≤0.5或水分含量≤3.5时,确定为突出危险,必须补充局部综合防突措施后经效果检验无突出危险和采取安全防护措施后进行采掘作业。见下表:

区域突出危险性效果检验的临界值一览表

瓦斯放煤的坚瓦斯压力瓦斯含量散初速固性系P(MPa) W(m3/t) 度△p 数f <0.74 <8 >0.74 >10 <0.5 >8 >10 <0.5 >0.74 ≤10 ≤0.5 >0.74 ≥10 ≥0.5 >0.74 ≥10 ≤0.5 >8 ≤10 ≤0.5 >8 ≥10 ≥0.5 >8 ≥10 ≤0.5 水分含量 <3.5 <3.5 ≤3.5 ≤3.5 ≥3.5 ≤3.5 ≤3.5 ≥3.5 区域类别 无突出危险 无突出危险 无突出危险 无突出危险 突出危险 突出危险 突出危险 突出危险 突出危险 突出危险 采取措施 安全防护措施 安全防护措施 安全防护措施 安全防护措施 补充局部综合防突措施 补充局部综合防突措施 补充局部综合防突措施 补充局部综合防突措施 补充局部综合防突措施 补充局部综合防突措施

煤矿井下钻孔高压压裂技术研究与应用

工业性试验报告

**股份** 2010年10月15日

工业性试验报告

根据集团公司的要求“不具备保护层开采条件的煤与瓦斯突出煤层,突出区域必须采用煤层顶(底)板巷道、穿层钻孔抽采等措施治理瓦斯”。针对**瓦斯地质条件,采用高位预抽巷预裂卸压抽放技术解决突出煤层掘进期间的瓦斯问题,为此特制订突出水力压裂技术在突出煤层中的研究与应用。该项目的目的就是为了解决以上问题,实现安全快速掘进,提高劳动生产率。项目在**二水平己15-22040机巷进行实验应用,不仅解决了高位预抽巷预裂卸压抽放技术难题,同时也解决了突出煤层掘进期间的瓦斯问题,有效遏制了煤与瓦斯突出事故,确保了安全生产,保障作业人员的生命安全,实现安全快速掘进,提高劳动生产率。

项目立项研究到如今,已在**己15—22040采面、戊9-10—12160采面、己15-13330机巷和戊8-21030机巷等突出危险工作面中进行试验应用,同时也得到各施工单位的大力支持与配合,形成了分工明确,操作合理、奖罚分明的工作机制,施工单位普遍反映该项目劳动时间和劳动效率得到提高。通过实现区域性消突技术标准有效地控制了掩护巷煤与瓦斯突出事故的发生,从总体看,该项目试验性应用很成功,下面是实现区域性消突技术标准试验前后情况分析:

一、对被掩护巷高压水力压裂后,防突钻孔打钻时工作面无喷孔、夹钻、顶钻、响煤炮等突出预兆。

二、被掩护巷正常掘进期间,回风流瓦斯与工作面压裂前回风流瓦斯对比下降0.2%左右。

三、压裂前平均每月测试超标5次左右,压裂后杜绝了测试超标现象。 四、压裂前被掩护巷平均每月单进25~30米之间,压裂后每月单进提高到55~60米之间,大大提高了每月单进量。

五、注水前煤体含水率为3.2%,注水后煤体含水率为3.5%,提高了0.3

个百分点。

六、压裂前工作面需执行4排56个措施孔来保障安全施工,每个执行措施循环要5~6个小班才能完成;压裂后工作面可以执行3排42个措施孔,只需2~3个小班就能完成,大大缩短了执行措施循环时间,为工作面进尺争取了时间。

七、掩护巷干管瓦斯抽放浓度注水前为15%,注水后为30%,提高了15个百分点。


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