坚硬厚煤层可控冲击波增透技术应用

发布时间：2025-03-15 02:11

　　 为了解决坚硬厚煤层瓦斯治理中煤储层增透技术优化的难题,介绍了一种可控冲击波煤储层增透技术,并以吉宁煤矿为工程背景,分析了冲击波增透后的钻孔抽采效果,结果表明:可控冲击波通过迫使煤储层内部结构发生破坏,促进原生裂隙间相互沟通形成渗透裂隙网,显著提高煤层透气性,使冲击钻孔有效半径增大至17m;单孔抽采量为普通钻孔的8.9倍,瓦斯抽采达标时间缩短了64%左右,并且随着冲击波单点冲击次数增大,增透效果更加显著。

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【部分图文】：

图1 可控冲击波矿井煤层增透作业示意

当区域内煤体抗压强度小于冲击波压力时，冲击波将会直接破裂该区域内的煤层，煤层裂隙扩张程度与冲击波强度及峰值压力有关[20];随着冲击波作用区域的扩大，其冲击强度及峰值压力将衰减，最后以冲击钻孔为中心，周围煤体呈现不同的破碎状态;通过合理控制冲击波的强度及峰值压力保护钻孔结构的稳定....

图2 可控冲击波产生设备示意

可控冲击波产生设备组成如图2所示，包括脉冲电源控制器、高压直流电源、储能电容器、能量控制器、能量转换器。将高压直流电源、储能电容器、能量控制器和能量转换器集成为一个外径90mm的柱状刚性整体，作为入孔增透设备;孔外设备为一台小型脉冲电源控制器，用于向入孔设备传输工作指令、接收入孔....

图3 钻机推送设备增透作业示意

增透作业流程:(1)利用定向钻机顺煤层施工?133mm的钻孔;(2)将冲击波设备与中心通缆式钻杆连接，利用定向钻机将冲击波设备推送至孔底第一个增透作业点;(3)借助密封材料严格密封钻孔孔口;(4)将孔外控制器通过通讯电缆与中心通缆式钻杆连接，实现孔内和孔外设备的信号通讯;(5)采....

图4 冲击波与煤相互作用效果演化

由于冲击波在煤层中传播时伴随着能量损耗和衰减，距离钻孔冲击波产生设备距离不同，冲击波与煤储层相互作用效果不同，其作用效果演化大致分为三个阶段:第Ⅰ破裂煤层作用阶段为形成裂缝、沟通钻孔与更多煤层;第Ⅱ撕裂煤层作用阶段以剪切、拉张方式破裂煤层、形成多方向裂隙网路结构;第Ⅲ交剪煤层作用....

本文编号：4034989