一种煤矿井下螺旋式水力机械扩孔装置

    公开(公告)号:CN111622675B

    公开(公告)日:2024-07-16

    申请号:CN202010637604.2

    申请日:2020-07-05

    IPC分类号: E21B7/28 E21F7/00

    摘要: 本发明专利涉及一种煤矿井下螺旋式水力机械扩孔装置,该装置包括钻头腔体、刀臂腔体和水阀腔体,刀臂腔体中内置动力驱动装置,水阀腔体中内置高低压冷却水切换装置、螺旋式刀臂装置。刀臂腔体外侧设置有一对螺旋式刀臂,螺旋式刀臂根部装有加工斜齿的刀臂齿轮体,刀臂齿轮体依靠斜齿与侧面同样加工斜齿的活塞滑套紧密啮合;高压水管路提供高压水推动活塞运动与齿轮传动,螺旋式刀臂可在斜齿传递动力与高压水共同作用下展开;高低压冷却水切换装置可改变装置内水压大小与管路开闭状态。本发明专利将刀臂结构由传统的直角式改变为螺旋式,改善了动力提供方式,可在钻扩工程中提高开刀效率与扩孔效率,缩短扩孔施工周期,改善瓦斯抽采效果。

    一种煤体降滤固结-定向蓄能压裂增透方法

    公开(公告)号:CN117514084B

    公开(公告)日:2024-05-14

    申请号:CN202311733672.9

    申请日:2023-12-15

    IPC分类号: E21B43/00 E21B43/26 E21B41/00

    摘要: 本发明公开了一种煤体降滤固结‑定向蓄能压裂增透方法,具体过程如下:预先向压裂段周围煤体的孔‑裂隙中注入降滤剂,固结煤体以减少滤失;对降滤固结后的煤体实施定向预制微裂缝,确定水力压裂主裂缝的起裂位置与扩展路径;启动水力压裂造缝,使压裂段内蓄积高压能量的压裂液沿预制微裂缝释放、冲击并扩展,形成压裂开度更广、延展距离更远的水力压裂主裂缝;根据同性相斥原理,随着与降滤剂具有相同极性属性的支撑剂流入,其产生的斥力转化为支撑剂远端运移的推动力,对远端的水力裂缝进行有效支撑。该方法避免了压裂液的无效滤失,增大了水力压裂的致裂范围和作用强度,实现了定向水力压裂和支撑剂远端铺置,提升了煤体致裂增透效果。

    一种煤体渗透率模型的构建方法
    3.
    发明公开

    公开(公告)号:CN117521367A

    公开(公告)日:2024-02-06

    申请号:CN202311486320.8

    申请日:2023-11-09

    IPC分类号: G06F30/20 G06F119/14

    摘要: 本发明公开了一种煤体渗透率模型的构建方法,包括:基于有效应力原理分别对煤的体积应变和裂隙应变在有效应力影响下的关系进行表征,获取定量表征关系;对定量表征关系进行简化;对煤基质吸附膨胀变形引起的体积变形进行表征,获取变形表征参数;对煤的渗透率与等效基质尺度和等效裂隙宽度以及裂隙率之间的定量关系进行表征,获取常用表征参数;基于变形表征参数、常用表征参数以及简化后的定量表征关系构建煤层渗透率演化模型;获取在全应力应变过程中煤体渗透率的变化规律,基于变化规律结合煤层渗透率演化模型构建渗透率演化规律的控制方程。本发明构建了基于煤的双重孔隙结构等效特征的渗透率演化模型,揭示了煤的渗透率演化的内在机制。

    一种基于断层滑移失稳诱发煤与瓦斯突出的实时预测方法

    公开(公告)号:CN111027787B

    公开(公告)日:2023-04-07

    申请号:CN202010010922.6

    申请日:2020-01-06

    摘要: 本发明公开了一种基于断层滑移失稳诱发煤与瓦斯突出的实时预测方法,针对断层与突出发生的高度相关性,运用摩擦学及速率状态摩擦准则,综合考虑了断层产状形貌、活化演化特征影响、采掘现场煤的物理力学特征、地应力和瓦斯运移特征等因素,对采掘现场断层区域内摩擦滑移状态及滑移失稳特征在实验室条件下进行描述并建立滑移失稳判据,最终结合现场实测的应力及瓦斯动态数据实现了突出实时预测。本发明所述的方法很好地兼顾了采掘现场条件各参数特征和断层构造活化滑移,适用于采掘现场局部区域的实时准确预测,可为煤与瓦斯突出防治起到一定的理论指导。

    一种煤层液态CO2致裂增透与循环堵漏装置及方法

    公开(公告)号:CN115387772B

    公开(公告)日:2023-03-10

    申请号:CN202211074864.9

    申请日:2022-09-02

    摘要: 本发明公开了一种煤层液态CO2致裂增透与循环堵漏装置及方法,包括抽采孔、致裂孔、抽采管、液态CO2致裂装置、堵漏剂以及堵漏装置,在煤体相邻位置依次布置抽采孔和致裂孔,分别安装抽采管与液态CO2致裂装置,并进行封孔作业;堵漏剂经进料口进入粉尘发生器中经注粉管吹入钻孔内部,悬浮的堵漏剂在裂隙与抽采管路之间形成的负压梯度作用下进入贯通裂隙中,并对流动通道进行堵塞;而多余的堵漏剂则在吸尘管的作用下排出钻孔内部、重新进入粉尘发生器,进而形成一个闭合、流动的循环回路,进而对钻孔裂隙进行有效地堵漏。本发明解决了致裂过程中出现的漏风问题,避免了巷道风流窜入抽采管路引起抽采纯度降低、抽采效果下降等现象的发生。

    一种碎软煤层顶板定向水力压裂增透方法

    公开(公告)号:CN115387773B

    公开(公告)日:2023-03-07

    申请号:CN202211076829.0

    申请日:2022-09-05

    摘要: 本发明公开了一种碎软煤层顶板定向水力压裂增透方法,包括顶板岩层、煤体、压裂管路、射孔装置和压力传感器,采用先注液增压聚能、后射孔定向致裂的增透方法,将压裂管路铺设至煤层顶板岩层的钻孔内,并使用高压泵液装置将压裂液注入钻孔内部;利用压力传感器对钻孔内部注液压力进行实时监测和记录,当注液压力上升至岩体应力峰值的70%‑80%时,进行定向水力射孔作业,聚集的高压能量得以释放,并伴随压裂液冲击与贯穿煤岩界面且延伸至煤体内部,进而形成裂缝发育的网络通道。该方法提高了水力压裂裂缝在深部碎软煤层中的延展性和改造体积,解决了当前采用先射孔后压裂方式导致钻孔内部密封性差、能量难以聚集、增透范围小等问题。

    一种松软煤层原位低损无尘取样装置及方法

    公开(公告)号:CN115541289A

    公开(公告)日:2022-12-30

    申请号:CN202211075908.X

    申请日:2022-09-02

    摘要: 本发明公开了一种松软煤层原位低损无尘取样装置及方法,包括设置在取样装置最前端可自主伸缩的双向取样钻头与防止钻取过程中煤粉逸散的集尘罩,在中间位置从上至下依次设置有煤样割‑抛装置、煤样夹持器、吸尘器及集尘箱;由旋转方向相反的内、外取样钻头在煤体内进行钻进,将低损伤程度的煤样沿取样钻头输送至取样装置内部;当目标段煤样进入煤样夹持器内时,调节围压控制器的收缩状态,给予松软煤样约束,以防止煤样发生碎散现象,再利用煤样割‑抛装置对煤样两端进行切割、打磨、抛光处理,进而获得一个规则的松软煤样试件。本发明结构清晰、操作简单、安全可靠,解决了现有碎软煤层易破碎、取样难度大等问题。

    一种考虑封闭孔的煤层瓦斯含量计算方法

    公开(公告)号:CN115372228A

    公开(公告)日:2022-11-22

    申请号:CN202211040504.7

    申请日:2022-08-29

    IPC分类号: G01N15/08

    摘要: 本发明公开了一种考虑封闭孔的煤层瓦斯含量计算方法,由于受采动影响,部分封闭孔发生损伤转变为开放孔,并释放出其内部高压瓦斯,进而导致煤层残存瓦斯含量升高、诱发瓦斯事故发生,因此在进行瓦斯含量测定和评定时,需要充分考虑到封闭孔对瓦斯含量测定的影响。本申请首先利用等温吸附实验进行开放孔瓦斯含量的测定,之后通过SAXS技术与传统孔隙测定手段依次得到全孔与开放孔的孔隙特征,经布尔运算得到封闭孔的孔隙特征及瓦斯含量,最后采用相加的方式得到煤体孔隙内的总瓦斯含量。基于此,充分地考虑到封闭孔瓦斯含量存在的影响,为解释抽采后煤层再次发生事故的原因分析提供指导,同时也为制定瓦斯事故预防措施提供一定的借鉴和参考。

    一种煤层二次注液提高瓦斯抽采效果的装置及方法

    公开(公告)号:CN114016967B

    公开(公告)日:2022-06-03

    申请号:CN202111310821.1

    申请日:2021-11-05

    摘要: 本发明公开了一种煤层二次注液提高瓦斯抽采效果的装置及方法,包括钻孔、封孔装置、水箱、注液泵以及气‑水分离装置,钻孔内由上到下依次布置有测压管、抽采管和注液管;在原有的瓦斯抽采钻孔的基础上进行二次注液,通过向水箱内的水中添加疏水性表面活性剂溶液,利用注液泵将表面活性剂溶液注入钻孔内部,待表面活性剂溶液在煤体孔隙‑裂隙中进行充分渗透,煤层水锁效应得以消除,打开抽采管上的抽采阀门,将抽采出来的瓦斯和水的混合物经过气‑水分离装置进行分离,通过利用表面活性剂分子作用机制消除因毛细管作用引起的“水锁效应”,毛细管力由阻力转变为动力,促进瓦斯的运移和解吸,进而提高了煤层瓦斯抽采效果。