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【资讯调查】煤层更透气 易抽消突快
 时间:2018年04月21日10:9:46 来源:淮南矿工报 编辑:胡娜 点击:
 

——谢桥矿6煤层水力压裂综合增透技艺调查

    淮南矿区,特别是潘谢地区煤层透气性差。近年来,谢桥矿按照“扩半径、增效果、提效率、创技艺”的目标,在6煤层展开以“水力压裂、水力压冲、水力冲孔、掏穴”为首要内涵的水力压裂综合增透技艺试验,取得较好成效。

    此刻,该矿6煤21216底抽巷压裂区域内穿层预抽钻孔单孔浓度达75%以上,干管抽采浓度在45%以上,百孔抽采量达1.3m3/min,实现了预抽快速消突目标。

    变水力压裂为水力压冲
    ——拓宽瓦斯卸压通道,抽采半径扩大50%

    为解开煤层透气性差的困难,2018年集团企业引进重庆松藻水力压裂增透技艺——经过钻孔向煤体压入高压水,达到增补煤层透气性,易抽瓦斯的目的。

    水力压裂增透技艺适用条件较为苛刻:瓦斯压力在2MPa以下,瓦斯含量在6.0m3/min左右;巷道层位稳固,围岩无裂隙发育……谢桥矿的煤层原始瓦斯压力、瓦斯含量条件,很适合该技艺的试验请求。

    2018年起,谢桥矿作为集团企业水力压裂增透试验单位之一,先后选择1351(3)、1361(3)等底抽巷实行试验,效果明显,穿层预抽钻孔单孔浓度与未压裂区域相比较,平均提高2至3倍。

    然而,试验并非一帆风顺。该矿在2111(3)底抽巷第2至第5单元效果评价中发现,单孔瓦斯抽采浓度只有20%~30%,较预期目标下降50%左右。单一的水力压裂技艺已不能满足日益复杂的地质条件请求。该矿“一通三防”专业口一技艺人员暗示,受巷道周边裂隙发育,以及孔口封孔不严等影响,一方面是局部压裂孔压不进去水,另一方面局部钻孔孔口有渗水现象,导致压裂没有达到预期效果。

    该矿大胆革新,改昔时的压裂为压冲,即在施工压裂孔的附近再施工一个压冲孔,经过向压冲孔内压入高压水,将压裂区域周边的煤冲出来,以达到扩大煤体裂隙度,拓宽瓦斯释放通道的目的。

    对此,该矿率先在6煤21216底抽巷试验。在该底抽巷,技艺人员在2#钻场内布置了1#、2#、3#三个压裂孔,并在距2#孔23m处施工了一个压冲孔。据统计,经过高压泵39.8小时的静压注水,3个压裂孔共计压入水量555.8m3。

    “此次试验较为成功。”通防科科长朱立成暗示,在距1#压裂孔平距62m的1#钻场内66#钻孔冲出煤量20t。同时喷出水量20m3,携带涌出瓦斯量1500m3。由此,初步确定本次水力压裂半径为62m,较未实施压裂区域的抽采半径扩大了50%。

    从压裂到压冲,一字之变带来的是抽采半径扩大50%。该矿相干技艺承担人暗示,水力压裂增透要达到增效果、提效率的目的,必须要在鬼蜮伎俩方法上融合集成,真正做到综合立体推动。

    “冲孔、掏穴”双管齐下
    ——增补钻孔煤层暴露面,单孔抽采浓度达75%

    随着矿井生产持续向深部延深,突出煤层突出危险区内掘进日趋增多。通防科学技术艺主管宋全喜先容,此刻,矿首要采用底抽巷穿层钻孔条带预抽瓦斯来保护顺槽掘进,如何快速消突,使之抽采最大化?关键还是要在增补煤层透气性上下功夫。

    能不能经过扩大抽采孔内孔腔面积来增补煤层暴露面积,提高钻孔卸压范围,从而达到煤层增透,瓦斯易抽的目的?围绕这一思路,该矿经过井上井下试验,集成钻孔“冲孔、掏穴”技艺,实施综合增透办法。

    冲孔,即经过对事先施工好的抽采孔内压入高压水的方式,反复对钻孔过煤层段实行冲洗,清除钻孔内煤层松软煤体,消除堵孔现象,保持孔内瓦斯卸压通道畅通。

    掏穴,在施工抽采孔过程中,先使用113mm钻头施工穿过所需掏穴煤层,并加入其顶板0.5米后终孔,然后换用260mm或300mm单翼钻头掏穴、扩孔,努力提高钻孔增透效果。

    在21116底抽巷试验点,施工人员除在14#钻场全部使用300mm掏穴钻头扩孔外,其余施工钻场均使用260mm钻孔施工。

    “经过前后对比剖析来看,使用300mm掏穴钻头的14#钻场,明显比使用260mm掏穴钻头的钻场瓦斯浓度提高1倍,抽采纯量提高3倍。”宋全喜告诉记者,由于21116下顺槽位于突出危险区,本身煤层难以抽放。使用300mm掏穴钻头扩孔,加大了对周围煤体的扰动,使得煤体的膨胀变形增大,透气性也随之增大,提高了单孔抽采瓦斯量和抽采率,使得该底抽巷预抽评价单元瓦斯预抽时间较原先设计平均缩短20天,为顺槽安全高效快掘奠定了基础。

    “掏穴增透效果好不好,关键看钻孔扩孔段施工质量。”承担钻孔施工的勘探处谢桥钻机工区一技艺人员透露相干施工“诀窍”,掏穴钻进前,首先要把掏穴钻头不带风送入孔内见煤段100mm以上,然后缓慢开启压力风。这时,关键要钻杆只旋转不给进,待掏穴钻头侧翼完全打开后,方可正常扩孔掏穴钻进。

    视频监控与人工动态巡查相结合
    ——推动打钻封孔精细化,增进增透效果最大化

    “经查,3月2日早班,勘探处施工人员在二水平东翼C组胶带机石门,施工1#测压孔外露的注浆管和测压管时,未按请求分开。按限定,予以钻机工区剔除1#测压孔钻孔量45m,机长罚款200元……”近日,一纸处罚通报下发到勘探处谢桥钻机工区。

    这是今年以来,该矿强推打钻精细化办理的一个缩影。

    压裂也好,压冲、冲孔、掏穴也好,哪一样都离不开打钻精细化。勘探处谢桥钻机工区一机长先容:“以施工压裂孔为例,操纵人员一方面要快速旋转,调压慢进,以保持钻孔不偏斜,另一方面钻孔在过煤段时要采用压风排渣,起钻时要开启系统水实行反复进退冲孔……请求精细操纵每一个环节。”

    为实时掌控打钻、封孔每一个环节,及时观察、了解水力压冲试验现场情况,该矿加大可视化系统应用力度,在各压裂区域施工钻场钻机上安装摄像仪,利用打钻视频验收系统,将现场情况经过图像方式传输至地面。

    “经过该系统,工作人员在地面即可完成对井下现场钻孔的开孔、见煤岩、撤钻、下套管、封孔等工序全过程可视化监控,确保了打钻质量;同时对压冲现场实时在线监控,记录现场真实情况,为实时观察把握、剖析压裂过程提供了便利。”朱立成说。

    在此基础上,该矿加大测气员、“一通三防”职能部门对各钻场的动态巡查力度,并将巡查结果与视频监控系统实行比对,针对存在问题加大督促整改力度。

    如,为源头杜绝压裂孔孔口及其周边或许存在的跑冒滴漏现象,该矿请求钻场施工结束后,必须对钻场及前后各5m范围内实行喷浆处置,钻场外喷至巷道中心线,喷浆厚度不小于100mm。同时,在钻场内施工注浆孔,实施带压注浆。此外,钻孔封孔上,改昔时的“一堵两注”为多次带压注浆,进一步封堵围岩裂隙,包管了压裂工作正常展开。

    此刻,该矿6煤层21216底抽巷试验点,采用水力压裂综合增透技艺后,抽采单元平均单孔抽采纯量0.013m3/min,百孔抽采纯量1.3m3/min。压裂有用影响区域的单元比未压裂区域单元单孔抽采纯量增补371%,单元抽采纯量增补3.71倍。

    如今,水力压裂综合增透技艺在该矿6煤层取得较好效果。安全开采总院相干承担人暗示,下一步,要针对性做到水力压裂综合增透相干基础数据的收集,精准考察压裂区域抽采半径,最终优化抽采钻孔布置,减少钻孔施工量,以此达到技艺经济一体化的目标请求。(魏强)

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