科技创新

文明长矿业:在陕西煤炭系统率先以高压水力预裂防冲技术

作者: 变桂清 吕大钊     时间: 2019-09-09     点击: 744浅    享受到:

近来,文明长矿业公司孟村矿和陕煤技术研究院合作进行的401101工作面高压水力预裂顶板技术项目顺利完成。该项目工期6单月,共同施工压裂钻孔150余只、进尺6300余米。施工期间,全部设备运行良好,可操作性强,安全稳定;项目实施后,工作面超前段微震事件的日均频次和能量分别降低了63.3%55.7%,撞危险显著降低。

该项目开创了高压水力预裂技术在陕西煤矿冲击地压解危方面的先例,啊标志着该公司冲击地压综合防治技术系统建设跨了新步伐、进了新阶段。

文明长矿区地质条件复杂,回、火、瓦斯、煤尘、顶板等各种灾害威胁严重。2013年以来,被地区环境、煤体性能、采掘活动等多边因素影响,撞地压灾害在胡家河矿、孟村等矿井显现。撞地压是煤矿最严重的灾害之一,到目前结束,国际岩石力学界和开采工程界的专家学者都给予广泛的关怀和投入,进行了大量研究工作,但是碰上地压的防治依然是世界性难题。为中减少冲击地压的发生,目前常用的治理方法有特别直径钻孔卸压、煤体卸压爆破、顶板卸压爆破、煤层注水卸压等防冲措施。

高压水力预裂技术是通过事先施工的钻孔,在封孔器平静保压的标准下,使用高压水在钻孔内后退式分段压裂,形成周边裂隙,破坏和弱化煤岩体结构,所以达到削弱煤岩体静载荷、降冲击危险的目的。

该项目在施工过程中,充分考虑操作工艺、钻孔口稳定性、管路保护等安全注意事项,结合工作面周期来制止规律、微震事件活动情况,不断优化调整钻孔施工工艺和压裂参数。使用气动支腿代替人工推送预裂杆及封孔器,以钻孔倾角由45°增加到70°,钻孔深度由40m增加到45m,增加了顶板上盖岩层的有用压裂厚度,由于31.9m增加到42.3m,增加10.4m。压裂期间水压保持在20-55MPa,平均压力40MPa。

研究实行表明单孔压裂半径约10m,使得影响范围及22.8m,先裂老顶的最大高度达26.3m。工作面推进到距离1#压裂孔23m位置时,回风巷端头86#-105#支架范围内先后开始受到预裂作用和采访动应力耦合作用影响,周期来制止时各支架工作阻力均值同比增大3-5MPa,证明预裂作用导致基本顶更容易下沉或垮落。工作面推进到预裂区后,老顶被高压水压裂的断然顶卸载效果影响,黄落相对充分,隅角悬顶问题有改善。

该技术有绿色环保、安全性好、可操作性强、先裂效果好当特征,在孟村矿的成功运用,啊类似地质条件的省内冲击地压矿井的防范冲工作提供了同种新途径。(变桂清 吕大钊)

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