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    科技創新
    神東這項新技術取得突破
    2019-05-27 13:59:17   來源: 神東布爾臺煤礦

       截至5月20日,神東煤炭集團布爾臺煤礦42煤兩個綜放工作面自投入生產以來,已累計推進5930米,未發生強礦壓沖擊現象,實現安全回采煤炭近2000萬噸。這標志著公司應用定向長鉆孔分段水力壓裂技術成功解決了堅硬頂板大面積懸頂和應力集中區動載礦壓問題。這是國內乃至國際上首次將該項技術應用于煤礦堅硬頂板治理領域。

      布爾臺煤礦42煤工作面基本頂發育有平均19米以上的穩定粉砂巖,強度高、節理裂隙不發育、厚度大、整體性強、自承能力強。在工作面回采過程中,基本頂整體懸頂面積較大,無法及時垮落,造成42煤工作面礦壓顯現劇烈,回風順槽煤幫鼓和底鼓均超過1.5米,超前支架拉架困難,嚴重制約礦井安全高效生產。

      為解決上述礦壓問題,公司與中煤科工集團西安研究院有限公司合作,在國內首創將煤礦井下定向長鉆孔分段水力壓裂技術應用于煤層堅硬頂板卸壓治理。早在2018年3月份,公司投入221萬元應用該技術在布爾臺煤礦42107工作面進行頂板治理。通過在工作面順槽布置鉆場,向工作面中部煤層頂板施工定向長鉆孔,采用雙封單卡拖動壓裂工藝在定向鉆孔內實施定向長鉆孔分段水力壓裂。該工作面累計施工4個鉆孔,總進尺1668米,分為22段完成水力壓裂,單孔有效壓裂段長度達到300米以上。現場壓裂數據曲線顯示,頂板巖層破裂明顯,壓裂范圍內形成了大的主裂縫和微裂隙交錯的裂縫網。工作面回采通過壓裂治理區域時,支架壓力普遍在30-35兆帕,未出現動載礦壓顯現的現象。與未采取治理措施的42106工作面相比,該工作面煤壁片幫、巷道幫鼓及底鼓現象明顯減弱,支架峰值壓力降低10兆帕,來壓步距減少15米,采空區懸頂面積減少約60平方米,堅硬頂板治理方式取得了新的技術突破。

      在全面總結42107工作面壓裂成功經驗并改進相關問題的基礎上,2018年8月至2019年3月,公司又投入640萬元在布爾臺煤礦42202工作面推廣應用該技術。通過優化工藝設計,施工鉆孔孔徑由120毫米縮小至96毫米,提高了壓裂工具串輸送長度及效率,形成了小孔徑、快輸送、長距離的分段水力壓裂成套裝備和技術,累計施工定向鉆孔9個,進尺4323米,實施分段壓裂74次,取得了單孔壓裂工具串輸送564米、壓裂段數10段、有效壓裂段長度達到380米以上的階段性新突破。同時,采用微地震和音頻電透視等方法對壓裂裂隙發育范圍進行了探測,壓裂效果監測及評價手段得到不斷豐富和完善。2018年11月至2019年4月,工作面回采通過壓裂治理區域,與該工作面未實施壓裂治理區域相比,來壓步距減少21米,支架的載荷平均降低6兆帕,動載系數平均降低0.24,工作面順槽頂板壓力顯現不明顯,沒有出現明顯幫鼓、底鼓現象,采空區頂板懸頂長度在6-7米范圍以內,基本上隨采隨冒。

      據生產管理部經理羅文介紹,井下定向長鉆孔分段水力壓裂技術具有鉆孔軌跡精確可控,有效壓裂段長度大,壓裂裂縫延展半徑大等特點,可實現全工作面范圍內堅硬頂板壓裂治理。與大直徑鉆孔卸壓、煤層注水軟化、煤層或頂底板爆破解危卸、常規淺孔水力壓裂(孔深一般不超過40 米)等傳統治理方式相比,具有明顯的技術、經濟、環保優勢,是國內外堅硬頂板治理技術的一次創新與突破。


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