新元煤矿煤巷掘进气相压裂防突技术研究摘要
气相压裂技术属于非炸药致裂新技术,属于本质安全型技术,具备炸药所不具备的优点,在煤与瓦斯突出的治理过程中非常实用,而且大量的工程应用试验证明了其可靠性和有效性。气相压裂技术是利用液态二氧化碳转化为气态,瞬间膨胀做功于煤体,从而可以转移地应力,增大煤体裂隙,提高瓦斯抽采量,降低瓦斯压力,达到消突的目的。本文通过对阳泉矿区突出矿井新元煤矿31004辅助进风巷和回风巷双巷的掘进实施气相压裂工试验,探索出了适合新元煤矿巷道掘进气相压裂防突技术。在试验过程中对不同压裂实施后的瓦斯抽采效果、释放孔施工的动力状况、防突参数K1值、掘进速度、压裂影响半径进行了考察,得出:1.煤巷掘进过程中,60m双孔气相压裂效果最佳,80m双孔气相压裂要保证取得最佳效果,压裂管应在25根以上。2.通过实施气相压裂后,掘进工作面预抽孔、卸压孔孔的数量减少,施工速度提高,而且施工过程中动力现象大大减少。3.防突参数K1值超限情况大幅度降低,掘进速度提高,与相同地质情况的掘进工作面对比,速度提高到1.8~2.25倍,实现了快速安全掘进的目的。4.通过理论计算和微地震测试,得出气相压裂的影响半径约为15m。通过掘进工作面气相压裂后效果分析,总结出气相压裂防突机理,气相压裂的关键技术是造缝和卸压,裂缝是由高压气体射流冲击和最终的准静态气体先后造成的,卸压可以降低地应力梯度,消除应力集中,卸压后的煤层透气性提高有利于瓦斯的解吸,因此气相压裂具有卸压和増透的双重效应。提出了气相压裂消突圈概念,指出气相压裂后产生的消突圈区域内能够防止突出的发生。
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