為了解決堅(jiān)硬厚煤層瓦斯治理中煤儲層增透技術(shù)優(yōu)化的難題,介紹了一種可控沖擊波煤儲層增透技術(shù),并以吉寧煤礦為工程背景,分析了沖擊波增透后的鉆孔抽采效果,結(jié)果表明:可控沖擊波通過迫使煤儲層內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞,促進(jìn)原生裂隙間相互溝通形成滲透裂隙網(wǎng),顯著提高煤層透氣性,使沖擊鉆孔有效半徑增大至17m;單孔抽采量為普通鉆孔的8.9倍,瓦斯抽采達(dá)標(biāo)時(shí)間縮短了64%左右,并且隨著沖擊波單點(diǎn)沖擊次數(shù)增大,增透效果更加顯著。

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【部分圖文】：

圖1 可控沖擊波礦井煤層增透作業(yè)示意

當(dāng)區(qū)域內(nèi)煤體抗壓強(qiáng)度小于沖擊波壓力時(shí)，沖擊波將會直接破裂該區(qū)域內(nèi)的煤層，煤層裂隙擴(kuò)張程度與沖擊波強(qiáng)度及峰值壓力有關(guān)[20];隨著沖擊波作用區(qū)域的擴(kuò)大，其沖擊強(qiáng)度及峰值壓力將衰減，最后以沖擊鉆孔為中心，周圍煤體呈現(xiàn)不同的破碎狀態(tài);通過合理控制沖擊波的強(qiáng)度及峰值壓力保護(hù)鉆孔結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定....

圖2 可控沖擊波產(chǎn)生設(shè)備示意

可控沖擊波產(chǎn)生設(shè)備組成如圖2所示，包括脈沖電源控制器、高壓直流電源、儲能電容器、能量控制器、能量轉(zhuǎn)換器。將高壓直流電源、儲能電容器、能量控制器和能量轉(zhuǎn)換器集成為一個(gè)外徑90mm的柱狀剛性整體，作為入孔增透設(shè)備;孔外設(shè)備為一臺小型脈沖電源控制器，用于向入孔設(shè)備傳輸工作指令、接收入孔....

圖3 鉆機(jī)推送設(shè)備增透作業(yè)示意

增透作業(yè)流程:(1)利用定向鉆機(jī)順煤層施工?133mm的鉆孔;(2)將沖擊波設(shè)備與中心通纜式鉆桿連接，利用定向鉆機(jī)將沖擊波設(shè)備推送至孔底第一個(gè)增透作業(yè)點(diǎn);(3)借助密封材料嚴(yán)格密封鉆孔孔口;(4)將孔外控制器通過通訊電纜與中心通纜式鉆桿連接，實(shí)現(xiàn)孔內(nèi)和孔外設(shè)備的信號通訊;(5)采....

圖4 沖擊波與煤相互作用效果演化

由于沖擊波在煤層中傳播時(shí)伴隨著能量損耗和衰減，距離鉆孔沖擊波產(chǎn)生設(shè)備距離不同，沖擊波與煤儲層相互作用效果不同，其作用效果演化大致分為三個(gè)階段:第Ⅰ破裂煤層作用階段為形成裂縫、溝通鉆孔與更多煤層;第Ⅱ撕裂煤層作用階段以剪切、拉張方式破裂煤層、形成多方向裂隙網(wǎng)路結(jié)構(gòu);第Ⅲ交剪煤層作用....

本文編號：4034989