关键层分段水力割缝、压裂与大直径钻孔相结合的瓦斯治理工艺

    公开(公告)号:CN118835972A

    公开(公告)日:2024-10-25

    申请号:CN202410893569.9

    申请日:2024-07-04

    Abstract: 本发明公开了关键层分段水力割缝、压裂与大直径钻孔相结合的瓦斯治理工艺,属于瓦斯治理技术领域,包括以下步骤:S1、判定关键层层位,选取压裂关键层;S2、确定压裂关键层水力割缝和压裂所需的割缝压力和压裂压力;S3、对压裂关键层进行分段水力割缝、注水压裂;S4、确定煤层大直径钻孔的布设间距,在关键层压裂区域的下方煤层中施工大直径钻孔;S5、使用“两堵一注”工艺对大直径钻孔进行封孔作业;封孔完成后,立即进行并网预抽。本发明通过将关键层分段水力割缝、压裂与大直径钻孔相结合,使煤体充分卸压,改善煤层渗透率,使卸压瓦斯快速释放以提升煤层瓦斯预抽效果,解决松软煤层回采过程中的瓦斯抽采效率低等问题。

    一种定向水力裂切煤层卸压增透装置及卸压增透方法

    公开(公告)号:CN114165198B

    公开(公告)日:2022-07-05

    申请号:CN202111499717.1

    申请日:2021-12-09

    Abstract: 本发明公开了一种定向水力裂切煤层卸压增透装置及卸压增透方法,主要由胀裂器、推进杆、高压软管、高压蝶阀、高压水泵、水箱等组成,该装置将水箱中的水通过高压水泵形成高压流体,通过杆体带有刻度标尺的推进杆将胀裂器输送至预制的煤层裂隙位置处;高压流体通过推进杆使位于煤层定向裂隙处的胀裂器膨胀,从而对煤壁产生巨大径向应力,使煤层中预制的定向裂隙尖端产生应力集中并发生张拉破坏,裂隙不断扩展,在钻孔间形成连续贯通的裂隙网络,在停止对胀裂器注水时,关闭推进杆尾端的高压蝶阀,由于其密封作用,胀裂器依旧能维持较高压力,避免煤层中新生成的裂隙网络闭合,达到对煤层实时动态裂切效果,实现煤层增透、强化瓦斯抽采目的。

    一种高频气驱粒子冲击破岩装置

    公开(公告)号:CN113982615A

    公开(公告)日:2022-01-28

    申请号:CN202111239479.0

    申请日:2021-10-25

    Abstract: 本发明公开了一种高频气驱粒子冲击破岩装置,包括多个本体,本体具有第一腔体、第二腔体和第三腔体,第一腔体内设有撞杆,第二腔体内设有滑块,第三腔体内设有活塞杆,滑块在伸缩装置的带动下沿第二腔体往复运动,当滑块运动至最左侧时,下料装置内的磨料粒子落入第一腔体内,活塞杆将第三腔体封闭,第三腔体内气体压强增大,同时冲击腔内的气体经由第一腔体上的单向阀排出。当滑块运动至最右侧时,第三腔体与冲击腔连通,第三腔体内的高压气体进入冲击腔内,冲击活塞在高压气体和撞杆的共同作用下,将位于第一腔体内的磨料粒子推射出第一腔体。该装置可随掘进机旋切进行高频率的冲击岩体岩面,实现辅助破岩的目的。

    一种应力-瓦斯-温度多场耦合的动载扰动试验系统

    公开(公告)号:CN119958965A

    公开(公告)日:2025-05-09

    申请号:CN202510145870.6

    申请日:2025-02-10

    Abstract: 本发明公开了一种应力‑瓦斯‑温度多场耦合的动载扰动试验系统,属于安全科学与工程领域,包括实验台,所述实验台上表面设有试验腔体,所述试验腔体内部设有真三轴围压分区加载系统与地层分区加热系统,所述试验腔体右侧壁底角处贯穿设有第一气体管道,所述试验腔体内部通过所述第一气体管道连接有吸附气体加压系统,所述试验腔体左侧内壁贯穿设有碰撞压板,所述碰撞压板左侧设有外部动载扰动系统。本发明采用上述一种应力‑瓦斯‑温度多场耦合的动载扰动试验系统,用于研究动载、围压、气压、地热对试样力学特性的影响,及其损伤破坏、裂隙发育、瓦斯吸附解吸的影响,为煤矿安全生产提供指导。

    关键层分段水力割缝、压裂与大直径钻孔相结合的瓦斯治理工艺

    公开(公告)号:CN118835972B

    公开(公告)日:2025-02-11

    申请号:CN202410893569.9

    申请日:2024-07-04

    Abstract: 本发明公开了关键层分段水力割缝、压裂与大直径钻孔相结合的瓦斯治理工艺,属于瓦斯治理技术领域,包括以下步骤:S1、判定关键层层位,选取压裂关键层;S2、确定压裂关键层水力割缝和压裂所需的割缝压力和压裂压力;S3、对压裂关键层进行分段水力割缝、注水压裂;S4、确定煤层大直径钻孔的布设间距,在关键层压裂区域的下方煤层中施工大直径钻孔;S5、使用“两堵一注”工艺对大直径钻孔进行封孔作业;封孔完成后,立即进行并网预抽。本发明通过将关键层分段水力割缝、压裂与大直径钻孔相结合,使煤体充分卸压,改善煤层渗透率,使卸压瓦斯快速释放以提升煤层瓦斯预抽效果,解决松软煤层回采过程中的瓦斯抽采效率低等问题。

    软煤掘进关键层水力割缝-压裂卸压立体防突工艺

    公开(公告)号:CN118815436A

    公开(公告)日:2024-10-22

    申请号:CN202410893568.4

    申请日:2024-07-04

    Abstract: 本发明公开了软煤掘进关键层水力割缝‑压裂卸压立体防突工艺,涉及瓦斯防突技术领域,具体包括以下步骤:S1、确定主关键层和亚关键层位置,在挖掘巷道处施工低位定向长钻孔和高位定向长钻孔;S2、在低位定向长钻孔内对亚关键层进行水力割缝;S3、通过高位定向长钻孔、低位定向长钻孔分别在主关键层、亚关键层进行压裂;S4、对低位定向长钻孔进行封孔,连接到矿井抽采系统进行并网预抽。本发明从降低地应力方向出发,通过割缝‑压裂导通岩体内原有裂隙,在坚硬顶板中形成连续弱面,削弱顶板应力传递,使煤体卸压,煤层透气性大幅提高,解决了煤层瓦斯抽采难度大、抽采效率低,掘进作业风险大、瓦斯超限频繁发生的问题,进而达到消除突出的目的。

    一种脉冲式注浆封孔装置及封孔方法

    公开(公告)号:CN115559687B

    公开(公告)日:2023-05-16

    申请号:CN202211286951.0

    申请日:2022-10-20

    Abstract: 本发明属于煤层瓦斯抽采利用技术领域,尤其涉及一种脉冲式注浆封孔装置及封孔方法,包括浆液搅拌桶,与浆液搅拌桶相连的脉冲发生器,以及与脉冲发生器相连的单向式封孔器,该装置利用注浆泵将浆液搅拌桶中的注浆液抽送至脉冲发生器,注浆液以脉冲形式注入单向式封孔器,在注浆液脉冲压力的作用下打开单向阀的启动片,在重力作用下注浆液的回流压力压迫单向阀的截止瓣膜,保证注浆液持续注入单向式封孔器,为膨胀囊袋和封孔区域提供充足的注浆液,从而避免煤层钻孔因注浆材料颗粒沉降形成“月牙形”漏气通道。本发明为煤层瓦斯抽采钻孔封孔领域提供参考和新的技术方法,有利于提高钻孔的瓦斯抽采浓度。

    一种水力压裂上覆关键层卸压增透方法

    公开(公告)号:CN114776272B

    公开(公告)日:2022-11-22

    申请号:CN202210579677.X

    申请日:2022-05-25

    Abstract: 本发明属于瓦斯治理与地质地层领域,涉及一种水力压裂上覆关键层卸压增透方法,包括以下步骤:根据关键层理论确定上覆岩层中主关键层、亚关键层的位置,确定关键层的岩性性质;根据岩性性质确定水力压裂关键层压力控制以及压裂范围,通过单轴抗拉、抗压实验测定分析上覆关键层岩石力学参数,得到单轴抗压强度和单轴抗拉强度,采用H‑W模型对顶板砂岩破裂压力进行机算,确定水力压裂破坏关键层影响范围;确定水力压裂钻孔的布置方案,依据压裂范围,布置观测孔,确定压裂位置,进行压裂钻孔布置方案的确定,采用分段水力压裂技术,对上覆关键层进行充分压裂破坏,有效切断关键层与巷道两侧煤层顶板的应力传递路径达到卸压增透目的。

    一种脉冲水力裂切煤层卸压增透装置及卸压增透方法

    公开(公告)号:CN114165197A

    公开(公告)日:2022-03-11

    申请号:CN202111499598.X

    申请日:2021-12-09

    Abstract: 本发明属于煤矿煤层卸压增透及瓦斯抽采技术领域,具体公开一种脉冲水力裂切煤层卸压增透装置及卸压增透方法,该装置主要由水箱、高压水泵、压力表、高压储水罐、气动阀、电磁阀组、控制柜等组成,该装置将高压水泵形成的高压水注入高压储水罐中,通过控制柜控制电磁阀、气动阀、引射泵的开闭形成高压脉冲流体,高压脉冲流体经输送杆到达胀裂器中,在高压脉冲流体作用下胀裂器产生周期性膨胀,从而对煤壁产生压缩‑膨胀‑压缩的周期性张压应力,使煤层中裂隙不断发育形成致密贯通的裂隙网络,从而达到煤层卸压、强化瓦斯抽采的目的。

    一种三轴加载含吸附气体试样动载扰动试验系统

    公开(公告)号:CN119985035A

    公开(公告)日:2025-05-13

    申请号:CN202510145872.5

    申请日:2025-02-10

    Abstract: 本发明公开了一种三轴加载含吸附气体试样动载扰动试验系统,属于安全科学与工程领域,包括实验台,所述实验台上表面设有试验腔体,所述试验腔体内部设有真三轴围压加载系统,所述试验腔体右侧内壁通过第一气体管道连接有吸附气体加压系统,所述试验腔体左侧内壁贯穿设有冲撞压板,所述冲撞压板左侧设有动载扰动系统,所述真三轴围压加载系统、所述吸附气体加压系统、所述动载扰动系统均与数据采集系统电性连接。本发明采用上述的一种三轴加载含吸附气体试样动载扰动试验系统,该试验系统设计合理、安全可靠、操作简单,不仅有利于研究煤岩动力灾害问题,还有利于研究试样力学性质变化和裂隙发育规律。

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