坚硬煤层注水预裂水压力计算

主要运用有效应力原理及断裂力学推导了煤层注水所需的最小注水压力,初步探讨了多组裂隙同时存在对煤层最小注水压力影响的计算方法,并分析了影响倾斜坚硬煤层注水压力的因素,指出了注水压力与煤层倾角及埋藏深度之间的关系,其理论结果与现场相符。     

大倾角煤层坚硬顶板预裂弱化的数值分析

考虑了新疆焦煤集团大倾角硬顶软底松软煤层的特殊性质和赋存环境复杂性,利用FlAC3D数值模拟软件对预裂弱化前后顶板应力变化特征和运移规律进行计算对比分析,结果表明,FlAc3D数值模拟软件能较好地应用于现场,数值模拟结果对采煤工作面安全开采具有一定的理论参考。     

坚硬煤层爆破致裂增注技术研究及应用

为解决坚硬煤层注水难度大的问题,对煤层采取爆破致裂的技术,增加煤体裂隙,以平顶山矿区某煤矿为研究对象,验证了爆破致裂增注技术在坚硬煤层中的应用效果。结果表明:单孔爆破后裂隙扩展范围达到2~3 m,注水流量及总注水量比普通钻孔显著增大。双孔同时爆破时,由于应力波的相互叠加,使煤体应力重新分布,在两孔之间形成相互贯通的径向裂隙和环向裂隙,裂隙扩展范围可达6 m,爆破效果优于单孔爆破。     

坚硬顶板预裂对底板突水的影响

针对焦作矿区突水原因复杂多变的现状,采用岩层运动和矿山压力理论,结合数值计算的方法,探讨了坚硬顶板运动对底板破坏的作用机理。研究结果表明:对坚硬顶板进行提前断顶处理,能够大大减少底板的破坏深度,从而减轻突水危险性。经过多个工作面的实际观测,证明了断顶后大幅度降低了老顶初次来压期间的出水量,起到了很好的防止突水的效果。研究成果可以在相似条件矿区推广应用。     

预裂控制爆破技术在坚硬岩石爆破中的应用

阐述了预裂控制爆破技术在坚硬岩石爆破中的应用,介绍了工程概况、设计范围、钻爆技术参数、布孔方式、装药结构及装药量、爆破网络、起爆顺序等.     

兴泰煤矿二1煤层坚硬顶煤预裂爆破技术

 急倾斜坚硬厚煤层的开采方法是采矿技术所面临的难题之一。由于急倾斜坚硬厚煤层矿山压力显现不清楚,煤层顶板管理复杂,顶板事故多,回采率低等诸多因素的存在,使得矿井生产能力的提升及经济效益的提高受到束缚。兴泰煤矿二₁煤层具有煤质坚硬、倾角大、瓦斯高、煤层厚等显著特点。因此,提高坚硬顶煤的冒放性是兴泰煤矿放顶煤开采所面临的主要技术难题。本文在对坚硬顶煤破碎特点分析的基础上,结合兴泰煤矿二₁煤层工程地质条件,提出了提高二₁煤层坚硬顶煤冒放性的主要技术措施及三种预裂爆破方案。通过现场试验,成功的解决了二₁煤层坚硬顶煤难以放出的问题,取得了预期的效果。实现了急倾斜坚硬厚煤层放顶煤开采技术的突破,对中国急倾斜坚硬厚煤层的开采具有指导意义。     

预裂爆破技术在坚硬顶板突出煤层回采工作面中的应用

坚硬顶板回采工作面在回采过程中顶板容易悬露不冒,悬露而积超过2m×5m时,一方面容易推垮采煤工作面,造成顶板事故;另一方面采空区瓦斯容易积聚,有可能引发瓦斯爆炸事故.     

基于“气-液-酸”综合预裂煤层坚硬夹矸技术

针对工作面煤层坚硬夹矸预裂问题,结合小保当煤矿112201超长综采工作面局部出现的大范围硬岩夹矸层,突破了单一煤层预裂技术手段的局限性,提出“气-液-酸”综合作用于煤层的夹矸预裂技术,含高压水射流割缝技术、二氧化碳预裂技术及酸液软化技术。通过对“气-液-酸”综合预裂技术的原理及工艺进行研究,确定了高压水射流割缝工艺、二氧化碳预裂及酸液软化工艺,设计了350m长工作面局部大范围硬岩夹矸的“气-液-酸”综合预裂试验方案。现场试验结果表明：方案实施后,采煤机截割效率及日产能明显提高,截齿消耗量大幅下降,日产能达到4万吨,较方案实施前提高了35%,吨煤截齿消耗量下降到40个,下降幅度达到50%,吨煤油脂消耗量降低了29.4%。该破碎过程由高压水射流割缝-气体爆破-酸液软化按一定工艺组成,具有定向作用,破碎网络可控性好,对工作面煤层顶底板免扰动,保证了综采面的安全及截割效率。为工作面煤层坚硬夹矸预裂提供了一种新的技术手段。     

综采工作面坚硬顶板预裂爆破技术的实践与探讨

为解决回采工作面坚硬顶板悬露不垮的问题,结合某矿15号煤层15103工作面实际情况,采用超前深孔预裂爆破法处理坚硬顶板措施,对欲裂爆破的钻孔布置、参数及爆破工艺进行了分析。实现了工作面顶板顺利跨落。减小了初次和周期来压步距。达到回采工作面安全生产的目的。     

深孔预裂爆破、煤体注水防治瓦斯技术应用

通过对神火煤业公司葛店矿双庙扩大区-700m水平二2煤层瓦斯基本参数和大量实践数据分析的基础上,提出深孔预裂爆破和煤体注水防治瓦斯技术基本参数。并通过对22011工作面采取措施前后瓦斯基本参数的对比,取得了较好的瓦斯防治效果,保证了安全生产,获得了可观的经济效益。     

坚硬煤层综采放顶煤顶煤预爆破计算机仿真

利用非线性数值分析程序，仿真工作面开采过程中顶煤预爆破前后顶煤、顶板的变形及破坏规律。计算机仿真结果给顶煤预爆破工艺参数的合理确定提供了理论依据．     

低透气煤层预裂瓦斯运移数值模拟及抽采试验

针对高瓦斯低透气性煤层瓦斯抽采难问题,利用数值模拟软件RFPA2D-Flow再现了采取煤层深孔爆破预裂后,瓦斯在煤层及爆生裂隙中的流动规律.研究结果表明,预裂圈内煤和岩石的孔隙率大大提高,煤层透气性显著增加,但当裂隙圈之间不相交时,瓦斯同样很难在完整的低透气性煤体中运移,因此只有当抽采瓦斯钻孔处在裂隙圈中才能高效抽采瓦斯.现场试验证实,低透气性煤层预裂后,有效导通裂隙增加,布置在裂隙圈内抽采瓦斯钻孔可以获得高效抽采瓦斯效果,从而降低煤与瓦斯突出危险性.     

煤层深孔预裂爆破卸压增透效果数值模拟分析

针对高瓦斯低透气性煤层,对深孔预裂爆破进行了数值模拟分析研究。再现了爆破过程中,动压冲击震裂、应力波传播与叠加以及爆生气体驱动裂纹扩展的整个过程,系统地分析了控制孔与爆破孔对于爆破卸压增透效果的影响,提出了高瓦斯低透气性煤层深孔预裂爆破的合理间距,为高瓦斯低透气性煤层的瓦斯抽采效率提出了解决方案。深孔预裂爆破为高瓦斯低透气性煤层增透、进而解决高瓦斯低透气性煤层瓦斯抽采难题提供了一条有效的途径。     

低透气性煤层深孔预裂爆破增透数值模拟研究

针对高瓦斯低透气性煤层瓦斯超限影响煤巷掘进速度问题,建立深孔预裂爆破三维有限元模型进行数值模拟研究。模拟结果表明,深孔预裂爆破经历了冲击波冲击煤岩产生裂纹、稀疏波使煤体裂纹扩展以及爆轰气体驱动裂纹扩展3个过程(0～5 ms),增透深孔预裂爆破爆破孔合理间距为3～5 m.     

贺西煤矿3号和4号煤层瓦斯含量与压力的统计分析

通过对贺西煤矿地质构造、地质勘探钻孔探明的瓦斯基础参数分析发现煤层埋藏深度是影响该矿瓦斯含量和压力的控制因素。统计分析表明二者分别与煤层的埋藏深度成近似线性关系,并由此预测了生产采区生产区域的瓦斯含量和压力,预测值与实测值误差小于20%。贺西煤田的瓦斯风带深度为225 m,瓦斯带内瓦斯含量和压力的变化范围分别为5.27~8.64 m3/t和0.1~1.45 MPa。研究结论能作为瓦斯抽放设计的依据。     

高瓦斯煤层深孔预裂爆破增透数值模拟试验

为了解决高瓦斯低透气性煤层的瓦斯抽放难题,利用数值模拟和现场测试相结合的方法,研究了深孔预裂爆破技术对高瓦斯低透气性煤层的卸压增透效果.研究结果再现了爆破过程中,动压冲击震裂、应力波传播与叠加及爆生气体驱动裂纹扩展的整个过程,分析了爆破孔间距对爆生裂纹和增透效果的影响,提出了高瓦斯低透气性煤层深孔预裂爆破的合理间距,表明深孔预裂爆破技术有效地提高了煤层透气性和瓦斯抽采率.该成果为高瓦斯低透气性煤层的瓦斯抽放提出了解决方案.     

基于约束优化方法的水力压裂起裂压力计算模型

以最优化理论为基础,提出了一种水力压裂起裂压力计算模型,将起裂压力求解转化为非线性约束条件下目标函数极小值求解问题,解决了常规起裂压力计算模型中以井筒压力增量为迭代步长时存在计算精度低且收敛速度慢等不足。以此模型为基础,分别建立了裸眼及射孔完井方式下起裂压力约束优化方程,设计了外点罚函数求解该模型的计算流程,并通过实际数据进行了验证。结果表明:本文提出的优化计算模型比常规计算模型精度更高,且收敛速度快。     

基于多源信息复合的煤层底板突水评价

煤层底板突水是多种影响因素综合作用的结果.利用多源信息复合技术,从分析影响煤层底板突水的主要因素入手,结合潘西煤矿以往突水资料,构建适合潘西煤矿千米深矿井的突水模型,对煤矿未采区进行煤层底板突水危险性评价,形成矿井危险程度评价图,对于指导潘西煤矿19煤层安全开采具有重要的理论和实际意义.     

近距离急倾斜煤层保护层开采实验研究

一、实验区概况 淮南矿业集团谢李公司二井62采区保护层B9煤层厚1.4～2.2m,平均厚1.7m;被保护层B8煤层厚8～10m,平均厚9m.两层间距11.4m.B9煤层最小倾角64°,最大102°,B9煤层既是上保护层,又是下保护层.开采范围上顺槽标高-489m,下顺槽标高-559m.实验区上邻近工作面的开采过程中,5222B9工作面绝对瓦斯涌出量为0.23m3/min,相对瓦斯涌出量为3.87m3/t;5222B8工作面绝对瓦斯涌出量为0.28m3/min,抽排量为1349m3/min,相对涌出量为8.17m3/t.实验区B8下限标高-570m的瓦斯压力为1.5MPa,计算得瓦斯含量为7.3m3/t.