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    科技创新
    神东这项新技术取得突破
    2019-05-27 13:59:17   来源: 神东布尔台煤矿

    我叫mt4腾讯 www.ziuv.top    截至5月20日,神东煤炭集团布尔台煤矿42煤两个综放工作面自投入生产以来,已累计推进5930米,未发生强矿压冲击现象,实现安全回采煤炭近2000万吨。这标志着公司应用定向长钻孔分段水力压裂技术成功解决了坚硬顶板大面积悬顶和应力集中区动载矿压问题。这是国内乃至国际上首次将该项技术应用于煤矿坚硬顶板治理领域。

      布尔台煤矿42煤工作面基本顶发育有平均19米以上的稳定粉砂岩,强度高、节理裂隙不发育、厚度大、整体性强、自承能力强。在工作面回采过程中,基本顶整体悬顶面积较大,无法及时垮落,造成42煤工作面矿压显现剧烈,回风顺槽煤帮鼓和底鼓均超过1.5米,超前支架拉架困难,严重制约矿井安全高效生产。

      为解决上述矿压问题,公司与中煤科工集团西安研究院有限公司合作,在国内首创将煤矿井下定向长钻孔分段水力压裂技术应用于煤层坚硬顶板卸压治理。早在2018年3月份,公司投入221万元应用该技术在布尔台煤矿42107工作面进行顶板治理。通过在工作面顺槽布置钻场,向工作面中部煤层顶板施工定向长钻孔,采用双封单卡拖动压裂工艺在定向钻孔内实施定向长钻孔分段水力压裂。该工作面累计施工4个钻孔,总进尺1668米,分为22段完成水力压裂,单孔有效压裂段长度达到300米以上。现场压裂数据曲线显示,顶板岩层破裂明显,压裂范围内形成了大的主裂缝和微裂隙交错的裂缝网。工作面回采通过压裂治理区域时,支架压力普遍在30-35兆帕,未出现动载矿压显现的现象。与未采取治理措施的42106工作面相比,该工作面煤壁片帮、巷道帮鼓及底鼓现象明显减弱,支架峰值压力降低10兆帕,来压步距减少15米,采空区悬顶面积减少约60平方米,坚硬顶板治理方式取得了新的技术突破。

      在全面总结42107工作面压裂成功经验并改进相关问题的基础上,2018年8月至2019年3月,公司又投入640万元在布尔台煤矿42202工作面推广应用该技术。通过优化工艺设计,施工钻孔孔径由120毫米缩小至96毫米,提高了压裂工具串输送长度及效率,形成了小孔径、快输送、长距离的分段水力压裂成套装备和技术,累计施工定向钻孔9个,进尺4323米,实施分段压裂74次,取得了单孔压裂工具串输送564米、压裂段数10段、有效压裂段长度达到380米以上的阶段性新突破。同时,采用微地震和音频电透视等方法对压裂裂隙发育范围进行了探测,压裂效果监测及评价手段得到不断丰富和完善。2018年11月至2019年4月,工作面回采通过压裂治理区域,与该工作面未实施压裂治理区域相比,来压步距减少21米,支架的载荷平均降低6兆帕,动载系数平均降低0.24,工作面顺槽顶板压力显现不明显,没有出现明显帮鼓、底鼓现象,采空区顶板悬顶长度在6-7米范围以内,基本上随采随冒。

      据生产管理部经理罗文介绍,井下定向长钻孔分段水力压裂技术具有钻孔轨迹精确可控,有效压裂段长度大,压裂裂缝延展半径大等特点,可实现全工作面范围内坚硬顶板压裂治理。与大直径钻孔卸压、煤层注水软化、煤层或顶底板爆破解危卸、常规浅孔水力压裂(孔深一般不超过40 米)等传统治理方式相比,具有明显的技术、经济、环保优势,是国内外坚硬顶板治理技术的一次创新与突破。


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