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“低渗透性煤储层增透技术”专题

来源：煤炭科学技术

专题来自于《煤炭科学技术》2017年第6期，共14篇研究成果。

行业视野: 采矿
类别; 53个
关键词; 53位
专家; 14篇
论文; 8378IP
点击量; 5497次
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低透气性煤层致裂增透技术应用与展望

作者(Author)：李守国, 姜文忠, 贾宝山, 聂荣山

摘要：为了实现煤层气的工业化利用,分析了三维高压旋转水射流扩孔煤层增透技术、定向分段水力压裂增透技术、高压空气爆破致裂煤层技术的增透效果,应用上述煤层致裂增透新技术后,煤层气抽采量明显增加。高压水通过三维旋转钻头对煤体快速切割迅速破坏煤体,实现对影响区域内煤层气的快速释放;特制封孔器将压裂孔分割为数段,增大压裂面积的同时最大限度地利用高压水能,大幅增加了煤层气的逸出通道;经过加压的高压空气可实现对目标钻孔的连续爆破,大幅增加了煤层的煤层气的逸出通道,经济成本低。由于物理破坏增透方式存在着能量损失大、裂纹扩展方向有一定的随机性、预期方向有一定的偏差等问题,提出研发能溶解部分煤基质溶剂结合物理破坏方式以增加煤层的透气性。

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煤炭科学技术

2017年第06期

722

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煤体水力化措施综合消突作用研究

作者(Author)：陈向军, 杜云飞, 李立杨

摘要：为了研究水力化措施的综合消突作用,在综合分析水力化措施作用效应的基础上,将水力化措施归结为致裂类和掏槽类,结合煤与瓦斯突出综合作用假说,分别从水力化措施对煤体卸压效应、瓦斯内能以及煤的物理力学性质3个方面的影响进行了分析。结果表明:水力化措施能够降低一定范围内煤体的载荷应力;煤体吸附瓦斯受到环境气体压力的变化和水分的竞争吸附影响,发生了降压解吸和置换解吸,水分置换了59.14%的吸附瓦斯,降低了瓦斯内能;采取水力措施后煤体水分增加,弹性模量能够降低58.69%,塑性指数增大4.3倍以上,降低了煤体弹性能。水力化措施能够降低煤体承载应力、瓦斯内能和煤体弹性能,对煤层消突具有综合作用。为进一步提高水力化措施综合消突效果,提出执行水力化措施时,应考虑在注入的水中加入活性剂,增强煤体的湿润效果,致裂类措施还应采取卸压孔来消除裂缝尖端应力集中效应。

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煤炭科学技术

2017年第06期

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381
深部煤层单段/多段水力压裂增透效果对比

作者(Author)：张春华, 张勇志, 李江涛, 李腾达

摘要：为对比深部煤层钻孔内单段和多段水力压裂增透效果,基于谢桥煤矿待揭8煤层赋存条件,分别建立了单段和多段水力压裂增透模型,运用RFPA2D-Flow软件,模拟分析了水力压裂影响区内煤层水压场、应力场、裂隙场和渗透场特征和规律,并进行了效果验证。结果表明:单段压裂起裂时的煤体孔隙水压为7 MPa,多段压裂起裂时的煤体孔隙水压为16 MPa;煤层起裂后,单段压裂时钻孔中部煤体产生了明显的应力集中,而多段压裂时煤体应力分布虽有起伏但无明显应力集中;单段压裂时裂隙主要在钻孔中部位置向顶底板萌发延伸,有效压裂面积较小,多段压裂时各压裂段均可产生类似的裂隙场,有效压裂面积大;单段压裂时煤体渗透系数最大可达初值的249倍,多段水力压裂时最大可达初值的263倍。与钻孔单段水力压裂工艺相比,多段水力压裂可有效提高钻孔瓦斯抽采效果。

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煤炭科学技术

2017年第06期

1052

481
水力冲孔物理模拟试验及其卸压增透效果研究

作者(Author)：陶云奇, 冯丹, 马耕, 许江, 彭守建

摘要：为了研究水力冲孔卸压增透机理,以有效解决单一松软低渗煤层抽采困难的问题,利用自主研发的水力冲孔物理模拟试验系统,开展了不同转速条件下的水力冲孔试验,并对比冲孔前后煤层瓦斯抽采过程中瓦斯压力演化规律,分析冲孔作用对煤层瓦斯抽采达标范围的影响。研究结果表明:随冲孔转速提高,冲孔出煤量、冲孔孔洞等效半径及冲孔卸压半径增大,导致相同抽采时间条件下抽采达标范围增大;冲孔卸压半径在地应力较大的方向较大,在地应力较小的方向较小,冲孔卸压半径为冲孔孔洞等效半径的1.6~2.0倍;在冲孔卸压半径以内,抽采初期瓦斯压力下降速率明显提高,在冲孔卸压半径以外,抽采初期瓦斯压力下降速率影响不明显,抽采一段时间后,瓦斯压力下降速率明显提高;瓦斯抽采达标区域形状与冲孔卸压范围形状相似,在垂直于钻孔截面上近似为椭圆。

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煤炭科学技术

2017年第06期

460

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低透煤层采空区覆岩高位瓦斯富集区微震探测及应用

作者(Author)：李树刚, 成小雨, 刘超, 赵鹏翔

摘要：为了提高低透气性煤层采空区覆岩卸压瓦斯的抽采效果,采用微震监测技术,对工作面推进过程中采空区覆岩微震事件的演化过程进行了监测,进而分析了采空区覆岩的空间破裂特征,并依据微震监测分析得到的采动裂隙带位置及周期来压步距,设计了高位钻孔瓦斯抽采参数,检验了瓦斯抽采效果。结果表明:工作面回采期间周期来压步距在16 m左右,形成的采动裂隙带高度在50 m左右,据此设计的高位瓦斯抽采钻孔瓦斯抽采量和抽采体积分数分别提升了100%和150%,表明微震监测技术可准确探测采空区覆岩高位瓦斯富集区的空间位置,为瓦斯抽采钻孔设计提供了依据。

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煤炭科学技术

2017年第06期

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基于二氧化碳深孔致裂增透技术的低透煤层瓦斯治理

作者(Author)：贺超

摘要：为解决低透气性煤层瓦斯抽采中存在长深钻孔抽采有效影响范围小、抽采效率低、抽采周期长等问题,在司马煤矿3号煤层1211工作面进行100 m深孔二氧化碳致裂强化增透的试验及应用,以提高煤层透气性,缩短瓦斯抽采周期。在未抽采及已抽采煤层中分别进行了100 m深孔致裂试验,采用示踪气体法,确定了煤层致裂增透钻孔间距为10 m。通过在1211工作面走向300 m范围内的煤层深孔致裂增透应用表明:利用二氧化碳深孔致裂能实现对3号煤层的高效渗透和瓦斯驱替,煤层瓦斯解吸量和瓦斯压力显著降低,在60 d内煤层瓦斯含量平均降低1.8 m~3/t,改善了低透气性高瓦斯煤层难以抽采的现状,显著缩短抽采周期。

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煤炭科学技术

2017年第06期

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