水力化技术防治煤与瓦斯突出研究现状及展望
Research Status and Prospect of Coal and Gas Outburst Prevention and Control by Hydraulic Technology
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摘要: 煤层卸压增透是防治煤与瓦斯突出的有效手段,煤岩体结构改造是煤层卸压增透的核心问题,水力化技术是防治煤与瓦斯突出的有效手段。基于煤与瓦斯突出综合假说分析了水力化防突措施的技术原理,简要介绍了我国应用广泛的单项水力化卸压增透技术,指出复合水力化防治煤与瓦斯突出防治措施是水力化防突技术措施发展方向,重点介绍了“钻-冲-割”耦合卸压防突措施、压-钻-冲一体化综合防突措施、基于水力压裂的超声波增透防突等综合措施,为水力化技术防治煤与瓦斯突出指出了新思路;对总体发展趋势进行了展望,认为深部煤岩体复合动力灾害一体化防治、智能化水力卸压增透技术及装备研发等方面是未来主要研究方向。Abstract: Coal seam pressure relief and permeability increase is an effective means to prevent coal and gas outburst, coal and rock mass structure transformation is the core problem of coal seam pressure relief and permeability increase, hydraulic technology is an effective means to prevent coal and gas outburst. Based on the comprehensive hypothesis of coal and gas outburst, this paper analyzes the technical principle of hydraulic outburst prevention measures, and briefly introduces the single hydraulic pressure relief and permeability increasing technology widely used in China, it is pointed out that the compound hydraulic prevention and control measures of coal and gas outburst are the development direction of hydraulic prevention and control measures, the comprehensive measures of “drilling-punching-cutting” coupling pressure relief and outburst prevention, pressure-drilling-punching integrated outburst prevention, ultrasonic permeability enhancement and outburst prevention based on hydraulic fracturing are mainly introduced, it points out a new way to prevent coal and gas outburst by hydraulic technology. It is pointed out that the integrated prevention and control of complex dynamic disaster of deep coal and rock mass, intelligent hydraulic pressure relief technology and equipment research and development are the main research directions in the future.
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[1] 新华网.国家煤矿安监局联手中国航天科技集团推进煤矿智能装备和机器人发展[EB/OL].(2019-08-14)[2020-04-15].http://www.gov.cn/xinwen/2019-08/14/content_5421261.htm [2] 四川矿业学院.国外煤和瓦斯突出机理综述[J].矿业安全与环保,1976(3):1-19. [3] 李希建,林柏泉.煤与瓦斯突出机理研究现状及分析[J].煤田地质与勘探,2010,38(1):7-13. [4] 丁晓良,俞善炳,丁雁生,等.煤在瓦斯渗流作用下持续破坏的机制[J].中国科学:A辑,1989(6):600. [5] 俞善炳.恒稳推进的煤与瓦斯突出[J].力学学报,1988(2):97-106. [6] 孙培德,鲜学福.煤层瓦斯渗流力学的研究进展[J].焦作工学院学报(自然科学版),2001(3):161-167. [7] 李中成.煤巷掘进工作面煤与瓦斯突出机理探讨[J].煤炭学报,1987(1):17-27. [8] 林柏泉,周世宁,张仁贵.煤巷卸压带及其在煤和瓦斯突出危险性预测中的应用[J].中国矿业大学学报,1993(4):47-55. [9] 熊阳涛,黄滚,罗甲渊,等.煤与瓦斯突出能量耗散理论分析与试验研究[J].岩石力学与工程学报,2015, 34(S2):3694-3702. [10] 肖知国,王兆丰.煤层注水防治煤与瓦斯突出机理的研究现状与进展[J].中国安全科学学报,2009,19(10):150-158. [11] 秦文贵,张延松.煤孔隙分布与煤层注水增量的关系[J].煤炭学报,2000,25(5):514-517. [12] 蒋承林.煤层注水的防突机理分析[J].湘潭矿业学院学报,1999,14(3):1-4. [13] 王兆丰,李志强.水力挤出措施消突机理研究[J].煤矿安全,2004,35(12):1-4. [14] 刘明举,潘辉,李拥军,等.煤巷水力挤出防突措施的研究与应用[J].煤炭学报,2007,32(2):168-171. [15] 雷毅,武文宾,陈久福.松软煤层井下水力压裂增透技术及应用[J].煤矿开采,2015(1):105-107. [16] 李艳增.导向槽定向水力压穿增透技术研究与应用[J].煤炭科学技术,2016,44(4):50-54. [17] 吕闰生,金毅,刘高峰.中高煤阶煤储层水力压裂消突能量耗散特性[J].采矿与安全工程学报,2017,34(5):1015-1020. [18] 张明杰,段亚超,杨硕,等.多点控制水力压裂增透快速消突技术研究及应用[J].安全与环境学报,2015, 15(6):39-44. [19] 韩剑,王平洋,涂冬平,等.水力压裂消突技术的研究与应用[J].煤炭工程,2011(6):54-56. [20] 黄炳香,程庆迎,陈树亮,等.突出煤层深孔水力致裂驱赶与浅孔抽采消突研究[J].中国矿业大学学报,2013,42(5):701-711. [21] 张群,葛春贵,李伟,等.碎软低渗煤层顶板水平井分段压裂煤层气高效抽采模式[J].煤炭学报,2018,43(1):150-159. [22] 吕闰生,倪小明,刘高峰,等.煤层气井水力压裂有效消突边界物理模型[J].煤炭学报,2016,41(9):2273-2280. [23] 程志恒,陈亮,苏士龙,等.近距离煤层群井上下联合防突模式及其效果动态评价[J].煤炭学报,2020,45(5):1635-1647. [24] 煤炭科学研究院抚顺所,鹤壁矿务局二矿.水力割缝新工艺的研究[J].煤矿安全,1982,13(9):1-15. [25] 黄振飞.煤层水力割缝影响因素及割缝深度预测模型研究[D].北京:煤炭科学研究总院,2017. [26] 张永将,孟贤正,季飞.顺层长钻孔超高压水力割缝增透技术研究与应用[J].矿业安全与环保,2018,45(5):1-5. [27] 谢雷.潘三矿水力冲孔防突技术研究[D].淮南:安徽理工大学,2015. [28] 魏建平,李波,刘明举,等.水力冲孔消突有效影响半径测定及钻孔参数优化[J].煤炭科学技术,2010,38(5):39-42. [29] 刘明举,赵文武,刘彦伟,等.水力冲孔快速消突技术的研究与应用[J].煤炭科学技术,2010,38(3):58. [30] 彭伟.低透气性煤层水力冲孔卸压抽采瓦斯试验研究[D].淮南:安徽理工大学,2012. [31] 张永民,蒙祖智,秦勇,等.松软煤层可控冲击波增透瓦斯抽采创新实践-以贵州水城矿区中井煤矿为例[J].煤炭学报,2019,44(8):2388-2400. [32] 高亚斌,林柏泉,杨威,等.高突煤层穿层钻孔“钻-冲-割”耦合卸压技术及应用[J].采矿与安全工程学报,2017,34(1):177-184. [33] 王耀锋,李艳增.预置导向槽定向水力压穿增透技术及应用[J].煤炭学报,2012,37(8):1326-1331. [34] 刘晓,苏现波,马耕.煤矿井下钻孔水力压裂应力边界确定及消除方法:CN102182437A[P].2011-09-14. [35] 刘明举,孔留安,郝富昌,等.水力冲孔技术在严重突出煤层中的应用[J].煤炭学报,2005,30(4):451. [36] 赵丽娟,秦勇.超声波作用对改善煤储层渗透性的实验分析[J].天然气地球科学,2014,25(5):747-752. [37] 于国卿,翟成,秦雷,等.超声波功率对煤体孔隙影响规律研究[J].中国矿业大学学报,2018,47(2):264. -
期刊类型引用(22)
1. 李云. 超声激励不同含水量煤体瓦斯吸附规律实验研究. 煤矿现代化. 2025(01): 112-116 . 
百度学术
2. 魏建平，校朋伟，张慧栋，陈长江，刘勇. 磨料水射流旋转切割煤岩最优参数匹配模型研究. 煤炭科学技术. 2025(01): 192-202 . 百度学术
3. 葛俊岭，王彦敏，刘涛. 基于UDF的煤层注水渗流演化规律的数值模拟研究. 煤矿安全. 2024(01): 78-85 . 本站查看
4. 栗海滔，黄震，董肖振. 穿层钻孔水力冲孔增透与有效抽采半径综合测试方法研究. 矿业安全与环保. 2024(02): 59-66+73 . 百度学术
5. 申家龙，薄福利. 两性离子表面活性剂对煤层注水渗流润湿协同效应的研究. 煤矿安全. 2024(05): 100-106 . 本站查看
6. 程瑜. 水力化防治煤与瓦斯突出技术研究现状. 煤炭与化工. 2024(05): 112-115+69 . 百度学术
7. 范红斌. “定向长钻孔+分支孔”瓦斯抽采钻孔分段水力压裂技术研究与应用. 煤炭科技. 2024(03): 183-188+192 . 百度学术
8. 周侃，杨宏民，关金锋，司中应. 基于Apriori算法的盘江矿区煤与瓦斯突出特征研究. 煤矿安全. 2024(07): 1-8 . 本站查看
9. 王蔚鸣，张超. 水力压裂钻孔抗高压封孔材料研发及带压封堵特征研究. 煤矿安全. 2024(08): 8-15 . 本站查看
10. 秦雷，林海飞，马超，李树刚，赵鹏翔，甘路军，杨二豪，徐金国. 松软煤层水力割缝与柔性封堵气墙隅角瓦斯治理关键技术参数及应用. 湖南科技大学学报(自然科学版). 2024(03): 11-21 . 百度学术
11. 蔡春林，江成玉，苟仁涛，夏勋鹏，王沉，刘文昌. 基于负压衰减效应的抽采长钻孔残余瓦斯分布规律研究. 煤矿安全. 2024(11): 61-68 . 本站查看
12. 杨明，徐靖，何敏，高建良，张学博，刘佳佳，王淞民. 浸润环境下煤体多态水分布及运移规律. 煤炭学报. 2023(02): 787-794 . 百度学术
13. 何俊，郝云飞. 时空效应下水力冲孔有效影响半径研究. 煤炭技术. 2023(05): 112-116 . 百度学术
14. 刘毅. 水力压裂低透气性煤层裂隙扩展及瓦斯抽采技术应用. 现代矿业. 2023(07): 94-97 . 百度学术
15. 李明，甘路军，徐金国，刘丽凯，倪学宁，郭帅房. 突出煤层回采面CO_2致裂二次强化增透瓦斯抽采技术研究. 价值工程. 2023(26): 79-81 . 百度学术
16. 王磊，薛伟超. 某矿西风井区域二_1煤层突出危险性分析. 能源技术与管理. 2023(05): 12-14 . 百度学术
17. 肖知国，张晓鹏，郝梅，唐志昊，刘永强. 水淹环境下煤层瓦斯解吸特性的实验研究. 河南理工大学学报(自然科学版). 2023(06): 37-43 . 百度学术
18. 李江涛，马文伟. 煤体多孔联动控制同步水力压裂技术及工程应用. 华北科技学院学报. 2023(05): 100-107 . 百度学术
19. 王宇翔，陈鑫源，雷东记. 掘进工作面顶板水力压裂防灾技术应用研究. 能源与环保. 2022(09): 288-292 . 百度学术
20. 任培良，刘彦伟，韩红凯，王迪，左伟芹，李运强，史灿. 冲煤率对煤层卸压增透及瓦斯抽采的影响规律研究. 煤炭科学技术. 2022(10): 102-109 . 百度学术
21. 邹立双，张景钢. 石壕煤矿水力压裂影响区域探测技术应用. 华北科技学院学报. 2021(03): 19-23 . 百度学术
22. 程子华. 基于应力监测的水力冲孔有效半径测定方法研究. 铜业工程. 2021(03): 13-17 . 百度学术
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