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作者
吕闰生 李杰 朱林 王存文 全
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单位
河南理工大学资源环境学院河南理工大学煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心山东能源集团有限公司河南理工大学煤系气资源高效开发利用研究院
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摘要
采煤工作面上覆巨厚坚硬顶板未能及时跨落和破断而形成悬空结构,具有难破断、易聚集弹性能、破断易冲击特点,极易应力集中而诱发冲击风险,严重危害工作面安全生产。以常村煤矿MZ21010工作面为工程背景,采用理论分析、实验测试、数值模拟及工程试验等手段,开展地面井酸化压裂卸压减灾技术研究。结果表明:顶板砾岩和砂砾岩砾石成分主要为石灰岩、石英岩及石英砂岩,钙质胶结;采用15%稀盐酸酸化30分钟后,抗压和抗拉强度分别下降56%~64%和46%~64%,具备地面井酸化压裂卸压基础;结合顶板钻孔数据和理论计算,确定了0m~487.45m处的巨厚砾岩层和578.95m~624.9m处的砂砾岩层分别为高位和低位关键层;低位关键层采用酸化液+大液量(12m3/min)组合压裂可有效延伸酸液渗流距离,压裂缝长380m,缝宽65~80m,缝高19m;高位关键层采用酸化液+大液量(10m3/min)+大砂比(16%)+梯度加砂震荡的压裂工艺,压裂缝长275m,缝宽40~47m,缝高24m;频率谐振监测显示压裂层位均出现明显的纵横向破断区,酸压点波阻抗降低,工作面液压支架平均压力下降21.99%,说明MZ21010工作面顶板卸压效果明显。
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关键词
冲击地压巨厚砾岩层坚硬顶板酸化压裂频率谐振地面微震
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文章目录
0引 言
1酸化实验
1.1试样制备
1.2酸液成分
1.3酸化实验
1.4力学性能实验
2压裂层位确定
2.1工程背景
2.2关键层确定
2.3压裂层位确定
3压裂参数及工艺
3.1酸化压裂参数
3.2酸化压裂工艺
4压裂及卸压效果分析
4.1地面微震监测分析
4.2地震波频率谐振监测分析
4.3压裂前后液压支架压力变化
5结论
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引用格式
吕闰生,李杰,朱林,等.巨厚砾岩顶板地面井酸化压裂卸压减冲技术研究[J/OL].煤炭科学技术,1-9[2024-11-19].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2402.TD.20241021.1103.001.html.