水力冲孔增透卸压技术在鹤煤六矿的应用研究

六矿底抽巷水力冲孔与深孔爆破消突技术可行性分析说明：该方案有一点重点要说明就是水力冲孔和深孔爆破消突是根据打钻具体情况而定，若软煤多则水力冲孔，若硬煤多则深孔爆破。

深孔爆破一般在钻孔形成孔洞后实施较好，但是打好钻孔后硬煤较多也可实施深孔爆破，然后在水力冲孔形成孔洞，最后再次实施深孔爆破效果也一样。

根据实际情况而定，至于具体实施后所遇到的困难只有遇招拆招。

1.根据六矿的煤层特性以及采掘生产情况对此方案进行可行性论证。

1.1根据采煤工作面割煤或放炮期间瓦斯忽大忽小现象以及突出煤巷掘进期间出现炮后瓦斯大的现象分析，认定六矿的煤层瓦斯以瓦斯包形式存在。

特别是地质构造段瓦斯包比较密集，主要以游离态的瓦斯存在，容易发生动力现象，比如采煤机触及到该动力区或地应力突然集中时，突然瓦斯大量释放，并伴随着大块煤体向作业空间抛出;又比如在该动力区打钻时会出现顶钻、夹钻、卡钻和喷孔现象。

1.2根据测压参数显示，在一个突出煤巷掘进中采取了边掘边抽钻场、浅孔抽放和密集的超前排放钻孔等局部防突措施，正前经过充分释放瓦斯后，测压参数竟连续超标，甚至原测压参数（q值）不超的地方经再次测压校检参数（q值）反而超标。

认定六矿的煤层为弱透气性煤层，仅靠密集的钻孔无法消除瓦斯压力，同时密集的钻孔造成煤层稳定性破坏，地应力会发生缓慢的动态变化，从而会表现出一些直观的征兆，比如煤壁鼓起，片帮。

1.3根据地质构造地段是突出的多发地带，主要是构造带不仅是高浓度瓦斯的积聚区，同时也是高应力的集中区。

必须经过打钻探测并分析构造带的具体情况，找出构造带内瓦斯和应力分布规律。

最后以此做参考打钻消除突出危险。

1.4根据当前六矿采掘接替紧张，煤层突出危险性制约着采掘生产，如何先保证突出煤巷消突成功，从而提高突出煤巷的掘进速度，继而准备出更多的备用采煤工作面提前带抽，最终保证回采期间的安全生产，改变采掘接替紧张的局面。

1.5根据目前六矿实际情况，三水平辅助巷已经贯穿整个三水平，实施底抽巷超前护巷已成可能。

1概述山西新元煤炭有限责任公司31004辅助进风巷工作面位于井田十采区，设计长度为2810m，巷道断面规格为宽×高=5.2×3.2m，工作面回采煤层为3#石炭系煤层，平均厚度为2.67m，工作面采用综合机械化掘进施工工艺，截至目前巷道已掘进720m。

由于新元矿属于煤与瓦斯突出矿井，3#煤层相对瓦斯涌出量为20.01m3/t，绝对瓦斯涌出量为209.93m3/min；31004辅助进风巷在前期掘进期间为了降低煤层突出危险性，减少工作面瓦斯涌出量，对工作面迎头施工瓦斯抽放钻孔进行瓦斯预抽，但实际应用效果相对较差，煤层瓦斯预抽后在掘进时工作面平均瓦斯涌出量6.2m3/min，平均瓦斯浓度在1.7%，经常出现瓦斯超限断电现象，不仅降低了施工巷道掘进效率，而且严重威胁着工作面安全施工。

2传统瓦斯抽放方法及问题分析2.1传统瓦斯抽放方法31004辅助进风巷开口掘进20m后开始对工作面施工瓦斯抽放钻孔进行煤层瓦斯预抽，在距工作面顶板1.2m处布置一排抽放钻孔，共计10个，钻孔间距为0.5m，钻孔直径为42mm，钻孔深度为120m；钻孔施工完后对钻孔开口10m范围内采用聚氨酯进行封孔处理，并安装瓦斯抽放管路进行瓦斯预抽；每组钻孔施工后允许巷道掘进距离为90m，超前30m，每个钻场瓦斯抽采时间不得低于10d。

2.2问题分析1）钻孔抽放效果差：由于3#石炭系煤层发育不稳定，煤层内地应力大，钻孔在施工期间经常出现塌孔现象，钻孔成孔率仅为42%，同时3#煤层透气性系数为0.4611～1.0526m2/MPa2·d，衰减系数0.3194～0.7845d-1，煤层瓦斯抽采难度大、效率低，通过对巷道前期钻孔抽采率监测发现，煤层抽放效率仅为27%。

2）钻孔封孔质量不合格：采用水泥砂浆进行封孔，注浆压力为1.0MPa，封孔长度为10m，由于受钻机及钻杆扰动破坏影响，钻孔周围煤体在径向方向水力冲孔造穴技术在煤层瓦斯抽放中的应用武德峰（山西新元煤炭有限责任公司，山西阳泉045000）摘要：针对新元矿掘进煤层瓦斯抽放难度大、抽采效率低等难题，新元矿通风部对传统煤层瓦斯抽采方法主要存在的问题进行分析，提出了水力冲孔造穴技术在31004辅助进风巷掘进煤层瓦斯抽放中进行应用，通过三个月应用效果分析发现，与传统瓦斯抽放技术相比水力冲孔造穴技术提高了钻孔成孔率，降低了工作面钻孔施工量，使单孔瓦斯抽放率提高至85%以上，大大提高了巷道掘进效率及突出掘进工作面卸压增透效果，取得了显著成效。

鹤煤六矿矿井水文地质类型划分分析摘要：本文通过对鹤煤六矿含水层、隔水层及充水水源、充水通道、充水强度等水文充水条件进行研究分析，得出矿井直接充水含水层主要有二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层及太原组上段石灰岩岩溶裂限含水层，补给条件差，富水性弱；矿井及周边老空水的位置、范围、积水量清楚；矿井年涌水量为中等类型。

根据水文地质类型划分标准，确定了鹤煤六矿水文地质类型为中等类型，为进一步进行矿井水害治理奠定了坚实的基础。

关键词：含水层；充水条件；水文地质类型1井田边界及其水力性质鹤煤六矿矿井南起张庄向斜轴部，北、西大体上止于F40断层和二1煤层露头线，东止于二1煤层-800底板等高线。

2含水层根据矿区勘探资料结合矿井开采资料，按岩性特征、水力性质、富水空间及对可采煤层的影响等因素，矿井范围内可划分为5个含水层，分别为奥陶系中统马家沟石灰岩、石炭系上统太原组上段和太原组下段石灰岩、二叠系下统山西组砂岩和新生界砾岩含水层。

①第四系及新近系洪积、冲积孔隙裂隙含水组：由砂、砾石(层)及新近系砾岩组成，覆盖于煤系地层之上，接受大气降水补给，补给条件较好。

本含水组距二1煤顶板含水层300余米，厚度较大，对二1煤开采无直接影响。

②二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层：由二1煤顶板砂岩裂隙承压含水层和二1煤底板(S)砂岩裂隙承压含水层两段组成。

含水层补给条件差，富水性弱，含裂隙承压水，，易被疏干，属二1煤顶板直接充水含水层。

③太原组上段石灰岩含水层(C2t上)：由L7~9三层石灰岩组成，含水层厚0.89~9.76m。

含水层厚度小，补给条件差，富水性弱，以静储量为主，属二1煤层底板直接充水含水层。

④太原组下段(C2t下)石灰岩含水层：由L1~4共4层灰岩组成，含水层厚5~16.57m。

含水层岩溶裂隙发育中等，富水性中等，含岩溶裂隙承压水，是二1煤底板充水的间接含水层。

⑤奥陶系中统(02m)石灰岩含水层：02m石灰岩含水层于矿区西部山区广泛出露，直接受大气降水的补给，补给充足，富水性中等，通过断层直接或间接补给L2、L8灰岩含水层和二1煤顶、底板砂岩含水层，对矿井构成严重的威胁，是二1煤底板的间接充水含水层。

底板巷水力冲孔卸压增透技术的研究与应用
底板巷水力冲孔卸压增透技术是一种在煤矿地下开采中应用的技术，其目的是通过水力冲孔的方式，在煤层底板巷道上进行孔洞开采，从而降低地下煤矿开采中的安全风险和能耗，并提高煤炭资源的采收率。

底板巷水力冲孔卸压增透技术主要包括以下几个方面的研究与应用：
1. 冲孔技术：通过水压力将高压水注入煤矿底板巷道的煤层中，实现对煤体的冲击破碎，形成孔洞。

该技术可以减少传统煤体卸压过程中的二次破碎现象，提高煤层开采效率。

2. 卸压技术：利用水力冲孔的方式，减少煤体开采时的应力集中和卸压现象，降低煤矿开采中的煤层变形和瓦斯突出等安全风险，提高矿井的安全性。

3. 增透技术：通过水力冲孔的方式，打开煤层中的孔洞，增加煤层的渗透性和透水性，提高采煤工作面的排水能力，并减少因煤层渗透性差而导致的涌水和崩落等问题。

底板巷水力冲孔卸压增透技术在煤矿地下开采中具有广阔的应用前景。

通过该技术的研究和应用，可以有效降低矿井开采过程中的能耗和安全风险，提高煤炭资源的采收率，促进矿业可持续发展。

水力压裂增透石门快速揭煤技术研究与应用摘要：为了解决低渗透率煤层石门揭煤抽采钻孔工程量大、抽采时间长的问题，将水力压裂增透技术应用于石门揭煤。

在+1819水平运输石门和1830水平回风石门揭5号、6号煤层时，施工压裂钻孔进行水力压裂，压裂完成后施工抽采钻孔。

研究表明：采用水力压裂后日均瓦斯抽采浓度和纯量约提高2.1倍和3.2倍。

与传统预抽方式相比钻孔工程量大约减少70%，抽采时间缩短了约55%，整个工期缩短了约60%。

关键词：石门揭煤；抽采时间；水力压裂；抽采浓度我国是世界上煤与瓦斯突出灾害最严重的国家，已有煤与瓦斯突出矿井1040余对(2014年)，2001到2012年共发生煤与瓦斯突出事故417起、死亡2743人。

煤层储层属于非贯通裂隙岩体[1]，其内部存在大量不同尺度水平上的裂隙与孔洞，属于极其不连续、各向异性、非弹性的损伤材料，力学特性非常复杂，要提高渗透率，就必须对它进行结构改造，增渗技术，一般可分为力学方法、物理方法和化学方法。

力学方法从改变煤层应力入手，使之产生不均匀的变形与破坏，张开原生裂隙，产生新裂隙，并使它们在煤层内形成相互贯通的裂缝网络，增加流体介质的流动通道，从而提高渗透性，如水力压裂、造穴、水射流扩孔(或割缝)、松动爆破等。

物理方法是指使声、电等物理场作用于煤层来增渗，如超声波、液电脉冲、人工地震、压力脉冲等。

化学方法是指向煤层注入化学解堵剂溶解堵塞杂质，如酸性处理、注入表面活性剂等[2-3]。

水力压裂技术属于力学方法，是以高压水为动力，使煤层内原生裂隙扩大、延伸或者人为形成新的裂隙，促使岩体产生位移，达到煤层卸压、增渗的目的。

自1947年美国开始第1次水力压裂[4]以来，历经60余年的发展，从理论到应用都取得了巨大进展[5-7]。

本文采用水力压裂抽采技术，采用充水自膨胀胶囊封孔器精确确定封孔位置，避开岩孔段和煤岩交界面，开展压裂，不仅明显提高了煤层透气性，减缓衰减，而且，大幅提高日均瓦斯抽采浓度和纯量，大大缩短了石门揭煤总工期，并为大倾角、碎软低渗煤层井下区域化抽采煤层气技术奠定了基础。

水力冲孔压裂卸压增透抽采瓦斯技术研究摘要：随着经济的发展和社会的进步，为了提升煤层瓦斯抽采效率，减少矿井瓦斯抽采工程量和抽采时间，讨论了水力冲压卸压增透机制，详细阐述了水力冲压卸压增透技术的工程实施模式，并将该技术应用于贵州新田煤矿煤巷条带瓦斯治理工作中，监测技术实施前后钻孔瓦斯抽采参数，数据分析结果表明：水力冲孔孔洞最大半径在0.23～0.72m，水力压裂时的煤层破裂压力在13～26MPa，冲孔后的平均瓦斯抽采体积分数提高了35%左右、瓦斯抽采纯量提高了1．1～5．0倍，冲压一体化作业后，钻场抽采浓度相较于冲孔后提高了0．8倍以上，钻场抽采纯量再次提高了3～5倍，卸压增透效果较为显著。

工程试验结果证明水力冲压卸压增透技术能够实现煤层卸压增透，大幅提升煤层瓦斯抽采效率，对矿井安全高效生产有着重要的工程意义。

关键词：水力冲孔；压裂卸压增透；抽采瓦斯技术引言我国95%的煤矿开采是井工作业，50%以上的煤炭开采受到与煤伴生伴储的瓦斯困扰，瓦斯灾害已成为制约我国煤矿安全高效开采的重大难题。

各煤炭企业主要采取如预裂爆破、水力压裂、水力冲孔、水力割缝等层内卸压增透措施，以此提高煤层透气性和瓦斯抽采效果，其中水力冲孔卸压抽采技术在各煤炭企业推广应用最为广泛，并取得了良好应用效果。

鉴于此，本文主要围绕煤矿井下水力冲孔卸压抽采瓦斯技术涉及的基础理论、关键技术及装备现状和发展方向与各位同行交流探讨。

1水力压冲技术的作用机理由于井下压裂设备排量有限，难以进行大规模煤层压裂及变排量压裂，压裂产生的有效半径和裂缝形态也基本确定，不易形成瓦斯运移产出的“缝网”。

同时，压裂形成较少数目宽长裂缝往往代替了密集均匀的“小裂缝”，但在煤层渗透率值上却表现一致。

致使宽大裂缝周边的瓦斯得到高效的运移产出，但距离裂缝较远的瓦斯却难以享受高速公路。

相反，密集均匀小裂缝能促就更多瓦斯解吸自由面，加速解吸，提高抽采效率。

水力压裂往往“以一盖全”，无法实现煤层的均匀增透。

水力冲孔增透促抽技术在突出煤层石门揭煤中的应用谭家贵;李克相;张茂元;郭建忠;盛柱稳;孙京;陈勇【期刊名称】《矿业安全与环保》【年(卷),期】2022(49)3【摘要】白龙山煤矿一井C_(2)煤层为突出煤层,为提高矿井瓦斯抽采效果,保障石门揭煤安全、缩短揭煤周期,对水力冲孔增透促抽技术开展了试验研究。

研究结果表明:石门揭煤区域采取水力冲孔措施后,渗透性较低且较为松软的C_(2)煤层出煤量较大,单孔出煤量1.27~2.73 t,平均出煤量2.28 t;试验区域经210 d连续抽采,煤层瓦斯含量由11.4659 m^(3)/t降低至3.5511~4.2517 m^(3)/t,下降约63%,瓦斯压力由0.81 MPa降低至0.34 MPa,下降约58%;揭煤期间工作面钻屑瓦斯解吸指标K_(1)值最大值为0.32 mL/(g·min^(1/2)),钻屑量最大值为2 kg/m,炮后瓦斯浓度为0.04%~0.24%,瓦斯涌出量为2.22 m^(3)/min。

水力冲孔措施可为矿井石门安全快速揭煤提供技术保障,对安全生产具有重要指导作用。

【总页数】6页(P51-55)【作者】谭家贵;李克相;张茂元;郭建忠;盛柱稳;孙京;陈勇【作者单位】华能云南滇东能源有限责任公司矿业分公司白龙山煤矿;瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室;中煤科工集团重庆研究院有限公司【正文语种】中文【中图分类】TD712【相关文献】1.水力冲孔技术在缓斜厚煤层石门揭煤中的应用2.水力冲孔增透技术在三软煤层煤与瓦斯突出防治中的应用3.超高压水力割缝在坚硬突出煤层石门揭煤预抽瓦斯防突措施中的应用4.三汇一矿煤层增透与强抽技术在石门揭煤中的应用研究5.水力冲孔增透促抽技术在松软低透煤层石门揭煤中的应用研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。