造穴-CO2气相压裂复合技术造缝卸压增渗机理研究

TD713; 我国煤矿煤与瓦斯突出灾害严重,目前增透主要采用静力型技术和动力型技术,不同程度地解决了瓦斯治理难题.为获得更好的复合造缝卸压增渗效果,开发出造穴-气相压裂复合技术,综合采用 185 MPa高压力CO2 冲击煤样、数值模拟、光纤应变监测 3种技术手段,研究造穴-气相压裂复合技术的瓦斯治理机理.结果表明:①煤样在CO2 气相压裂应力波作用下,在煤基质表面新形成损伤坑(DM)和三翼型裂隙(TRW)典型显微构造.②煤层在静力型和动力型荷载复合作用下近钻孔中心范围内煤层中原始的裂隙被重新打开,形成以钻孔为中心的放射状多尺度、张剪性破坏为主的裂缝,该裂缝能够充分均化应力集中区,并使得煤层产生...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in煤炭科学技术 Vol. 52; no. 8; pp. 63 - 73
Main Authors 闫志铭, 张新生, 张军胜, 杨百舸, 曹运兴, 李淑敏, 董润平
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 华阳新材料科技集团有限公司,山西阳泉 045000%河南理工大学土木工程学院,河南焦作 454000 2024
河南省非常规能源地质与开发国际联合实验室,河南焦作 454000%河南省非常规能源地质与开发国际联合实验室,河南焦作 454000
中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心,河南焦作 454000
河南理工大学煤层气/瓦斯地质工程研究中心,河南焦作 454000%河南理工大学资源环境学院,河南焦作 454000
河南理工大学资源环境学院,河南焦作 454000
Subjects
Online AccessGet full text
ISSN0253-2336
DOI10.12438/cst.2023-1091

Cover

Abstract TD713; 我国煤矿煤与瓦斯突出灾害严重,目前增透主要采用静力型技术和动力型技术,不同程度地解决了瓦斯治理难题.为获得更好的复合造缝卸压增渗效果,开发出造穴-气相压裂复合技术,综合采用 185 MPa高压力CO2 冲击煤样、数值模拟、光纤应变监测 3种技术手段,研究造穴-气相压裂复合技术的瓦斯治理机理.结果表明:①煤样在CO2 气相压裂应力波作用下,在煤基质表面新形成损伤坑(DM)和三翼型裂隙(TRW)典型显微构造.②煤层在静力型和动力型荷载复合作用下近钻孔中心范围内煤层中原始的裂隙被重新打开,形成以钻孔为中心的放射状多尺度、张剪性破坏为主的裂缝,该裂缝能够充分均化应力集中区,并使得煤层产生不可逆的破坏,其应力扰动范围为24 m.③在有效的气相压裂-造穴复合技术影响范围内,造穴孔有助于提高气相压裂应力波的能量利用效率,避免能量耗散在无效的震动区,充分导通压裂孔与造穴孔多尺度裂缝,使得煤层裂缝区域范围大、连续性强、卸压充分.研究为解决煤层低渗、难抽、高地应力的问题提供了参考.
AbstractList TD713; 我国煤矿煤与瓦斯突出灾害严重,目前增透主要采用静力型技术和动力型技术,不同程度地解决了瓦斯治理难题.为获得更好的复合造缝卸压增渗效果,开发出造穴-气相压裂复合技术,综合采用 185 MPa高压力CO2 冲击煤样、数值模拟、光纤应变监测 3种技术手段,研究造穴-气相压裂复合技术的瓦斯治理机理.结果表明:①煤样在CO2 气相压裂应力波作用下,在煤基质表面新形成损伤坑(DM)和三翼型裂隙(TRW)典型显微构造.②煤层在静力型和动力型荷载复合作用下近钻孔中心范围内煤层中原始的裂隙被重新打开,形成以钻孔为中心的放射状多尺度、张剪性破坏为主的裂缝,该裂缝能够充分均化应力集中区,并使得煤层产生不可逆的破坏,其应力扰动范围为24 m.③在有效的气相压裂-造穴复合技术影响范围内,造穴孔有助于提高气相压裂应力波的能量利用效率,避免能量耗散在无效的震动区,充分导通压裂孔与造穴孔多尺度裂缝,使得煤层裂缝区域范围大、连续性强、卸压充分.研究为解决煤层低渗、难抽、高地应力的问题提供了参考.
Abstract_FL Coal mine disasters caused by coal and gas outbursts are severe in China.Currently,static and dynamic technologies are mainly used to address the difficult gas control problem.The gas control mechanism of the composite technology of cavity making and gas phase fracturing is studied by comprehensively using three technical methods:185 MPa high pressure CO2 impact coal sample,numerical simu-lation,and fiber optic strain monitoring.The research results indicate that ①under the action of CO2 gas phase fracturing stress waves,typical microstructures such as damage pits(DM)and three wing cracks(TRW)are newly formed on the surface of the coal matrix in coal samples.②Under the action of static and dynamic loads,the original fractures in the coal seam within the range near the borehole center are reopened along the direction of vertical fracture,forming a radial multi-scale,tensile-dominant fracture with the borehole as the center.The fracture can fully equalize stress concentration zones and cause irreversible damage to the coal seam,with a stress disturbance range of 24 m.③Within the influence range of effective gas phase fracturing hole making composite technology,hole making holes help to im-prove the energy utilization efficiency of gas phase fracturing stress waves,avoid energy dissipation in ineffective vibration areas,fully connect the multi-scale fractures of the fracturing hole and hole making hole,making the coal seam fracture area wide,continuous,and fully depressurized,which fundamentally solves the problem of low permeability,difficult extraction,and high ground stress in the coal seam.
Author 杨百舸
曹运兴
李淑敏
张新生
张军胜
董润平
闫志铭
AuthorAffiliation 华阳新材料科技集团有限公司,山西阳泉 045000%河南理工大学土木工程学院,河南焦作 454000;河南省非常规能源地质与开发国际联合实验室,河南焦作 454000%河南省非常规能源地质与开发国际联合实验室,河南焦作 454000;河南理工大学资源环境学院,河南焦作 454000;中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心,河南焦作 454000;河南理工大学煤层气/瓦斯地质工程研究中心,河南焦作 454000%河南理工大学资源环境学院,河南焦作 454000
AuthorAffiliation_xml – name: 华阳新材料科技集团有限公司,山西阳泉 045000%河南理工大学土木工程学院,河南焦作 454000;河南省非常规能源地质与开发国际联合实验室,河南焦作 454000%河南省非常规能源地质与开发国际联合实验室,河南焦作 454000;河南理工大学资源环境学院,河南焦作 454000;中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心,河南焦作 454000;河南理工大学煤层气/瓦斯地质工程研究中心,河南焦作 454000%河南理工大学资源环境学院,河南焦作 454000
Author_FL YANG Baige
CAO Yunxing
LI Shumin
ZHANG Xinsheng
ZHANG Junsheng
YAN Zhiming
DONG Runping
Author_FL_xml – sequence: 1
  fullname: YAN Zhiming
– sequence: 2
  fullname: ZHANG Xinsheng
– sequence: 3
  fullname: ZHANG Junsheng
– sequence: 4
  fullname: YANG Baige
– sequence: 5
  fullname: CAO Yunxing
– sequence: 6
  fullname: LI Shumin
– sequence: 7
  fullname: DONG Runping
Author_xml – sequence: 1
  fullname: 闫志铭
– sequence: 2
  fullname: 张新生
– sequence: 3
  fullname: 张军胜
– sequence: 4
  fullname: 杨百舸
– sequence: 5
  fullname: 曹运兴
– sequence: 6
  fullname: 李淑敏
– sequence: 7
  fullname: 董润平
BookMark eNotj79KA0EYxLeIYIxpfQWrjd_ud7d31ymH_yCQRutwu7crRr2AG9EyWIgoCSkCFkkkqE0qLUSC-Dp3p2_hBa2mmGF-MyuklLQTTcgagxrjDvobynZqHDhSBgErkTJwFylHFMukau2xBJeh5zAQZbL5053ms3caNnj2NsxH87R___18nb700sFtdtfNxq-LxNck7S2s9Okxmz9k4898cJNPh_nsY5UsmejU6uq_VsjhzvZBuEfrjd39cKtOLQMuaOy5rJimC6gUAo1GpbVGiV4cK4GgOUcpAgdiXwfcBJ5BHqAyvlTKQamxQtb_ei-jxETJUbPVvjhPCmLzrHNy1bLFXwd8AIG_CqdhFA
ClassificationCodes TD713
ContentType Journal Article
Copyright Copyright © Wanfang Data Co. Ltd. All Rights Reserved.
Copyright_xml – notice: Copyright © Wanfang Data Co. Ltd. All Rights Reserved.
DBID 2B.
4A8
92I
93N
PSX
TCJ
DOI 10.12438/cst.2023-1091
DatabaseName Wanfang Data Journals - Hong Kong
WANFANG Data Centre
Wanfang Data Journals
万方数据期刊 - 香港版
China Online Journals (COJ)
China Online Journals (COJ)
DatabaseTitleList
DeliveryMethod fulltext_linktorsrc
Discipline Engineering
DocumentTitle_FL Research on mechanism of fracture formation,pressure relief,and permeability enhancement with composite technology of cavitation and CO2-frac
EndPage 73
ExternalDocumentID mtkxjs202408006
GrantInformation_xml – fundername: 国家自然科学基金
  funderid: (42230814)
GroupedDBID -02
2B.
4A8
5XA
5XC
92H
92I
93N
ABJNI
ACGFS
ALMA_UNASSIGNED_HOLDINGS
CCEZO
CDRFL
CW9
GROUPED_DOAJ
PSX
TCJ
TGT
U1G
U5L
ID FETCH-LOGICAL-s1026-d751438e106b663fe3ceee3b37ddc630e223b6940d8e92f97f3293cf8bcc43be3
ISSN 0253-2336
IngestDate Thu May 29 04:07:34 EDT 2025
IsPeerReviewed false
IsScholarly true
Issue 8
Keywords 气相压裂
卸压增透
pressure relief and permeability enhancement
造穴
突出煤层
瓦斯治理
coal mine gas control
coal and gas outburst coal seam
CO2 gas phase fracturing
cavitation
Language Chinese
LinkModel OpenURL
MergedId FETCHMERGED-LOGICAL-s1026-d751438e106b663fe3ceee3b37ddc630e223b6940d8e92f97f3293cf8bcc43be3
PageCount 11
ParticipantIDs wanfang_journals_mtkxjs202408006
PublicationCentury 2000
PublicationDate 2024
PublicationDateYYYYMMDD 2024-01-01
PublicationDate_xml – year: 2024
  text: 2024
PublicationDecade 2020
PublicationTitle 煤炭科学技术
PublicationTitle_FL Coal Science and Technology
PublicationYear 2024
Publisher 华阳新材料科技集团有限公司,山西阳泉 045000%河南理工大学土木工程学院,河南焦作 454000
河南省非常规能源地质与开发国际联合实验室,河南焦作 454000%河南省非常规能源地质与开发国际联合实验室,河南焦作 454000
中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心,河南焦作 454000
河南理工大学煤层气/瓦斯地质工程研究中心,河南焦作 454000%河南理工大学资源环境学院,河南焦作 454000
河南理工大学资源环境学院,河南焦作 454000
Publisher_xml – name: 中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心,河南焦作 454000
– name: 华阳新材料科技集团有限公司,山西阳泉 045000%河南理工大学土木工程学院,河南焦作 454000
– name: 河南省非常规能源地质与开发国际联合实验室,河南焦作 454000%河南省非常规能源地质与开发国际联合实验室,河南焦作 454000
– name: 河南理工大学资源环境学院,河南焦作 454000
– name: 河南理工大学煤层气/瓦斯地质工程研究中心,河南焦作 454000%河南理工大学资源环境学院,河南焦作 454000
SSID ssib051374106
ssj0037581
ssib001105251
ssib012291398
ssib036204842
Score 2.3723924
Snippet TD713; 我国煤矿煤与瓦斯突出灾害严重,目前增透主要采用静力型技术和动力型技术,不同程度地解决了瓦斯治理难题.为获得更好的复合造缝卸压增渗效果,开发出造穴-气相压裂复...
SourceID wanfang
SourceType Aggregation Database
StartPage 63
Title 造穴-CO2气相压裂复合技术造缝卸压增渗机理研究
URI https://d.wanfangdata.com.cn/periodical/mtkxjs202408006
Volume 52
hasFullText 1
inHoldings 1
isFullTextHit
isPrint
journalDatabaseRights – providerCode: PRVAON
  databaseName: DOAJ Directory of Open Access Journals
  issn: 0253-2336
  databaseCode: DOA
  dateStart: 20210101
  customDbUrl:
  isFulltext: true
  dateEnd: 99991231
  titleUrlDefault: https://www.doaj.org/
  omitProxy: true
  ssIdentifier: ssj0037581
  providerName: Directory of Open Access Journals
link http://utb.summon.serialssolutions.com/2.0.0/link/0/eLvHCXMwnV3Na9RAFA-lXvQgfuI3PTinEk3mI5m5iEmapQjqpYXeyk42URRXcLcgPRUPIkqlh4IHqxT10pMeRIr47-yu_he-95LdzbYLfsASZmfee_N774WZN2HmjeNclVIJ1fKt2wzwSI70rKv9wLihKhTP89CzEg8K374TLC7LWytqZWb2Rm3X0lrXXsvWp54r-R-vQh34FU_J_oNnR0KhAsrgX3iCh-H5Vz5mqcGdCpHH0pBFhsXSTe5ylgYs9piRWGtiFmuWKqZTpmOWahYJpjnWRBBGLmDBeExr5NIRioOCSVjUmJAeJ8wQMbBMCAQ5nJmUOtXMhBV7HFHvIDkgcEM8iDKoR8RYqQkMFjiLFogMeH0SvsCi4DC24XuCGKHPiIDEDeofagQbp5mkloTUAGYyDSKTzDSmkCgEbMhQWkBfY5IADRBpYgYlUiLRoHT9wwkffzKtjAVmQkRAKGoASJgZQgJ5Y51HqhrEgeZTWIh4pbw21GSIXZHtEio00AGcyrGPP3Q2WaUOAJ7azEOI7eH93IqqOLURXDTgyG_AHKKI8mUBfGOHKIRiGkOH6BpxiH-rV6MkJrigAIKb1p2WRCZZDDXJPKZr9LzaFMWVcLkoU9gM51PFa-OGrk2O1UxWhlnlBTaHJnAuKV9_1sF9zhy3TZaXuR1Iiv6o-_Dpgw6nBH2Ucf8IDyHSrH1SoeWAj7c0juYvn3NMgjuabwTexaDlKLxXvoD4GncdlJGcgLU03bg51LJK-ooYr08gpBN_7aLZvlcLTpdOOMerVeVcVA4RJ52Z9funnGO1XKOnnZu_NnYHe19xgOh_2R683e-9fvXz47Pep83e1ov-y43-zmek-PGut4lNvQ_v-_tv-jvfB1vPB7vbg71vZ5zlRrqULLrV9SluB1YNgdsKcTGkc9DIwrqiyAUExLmwImy1skB4OawMbGCk19K54YUJCwGxf1Zom2VS2FycdWbbj9v5OWeuyKxsKuu3oE1CwG8lbxa4j0Zbo7LCP-_MVfqvVsNjZ_WAiy78meSicxTL5QfOS85s98lafhlC_q69Qn79DZ1ItlQ
linkProvider Directory of Open Access Journals
openUrl ctx_ver=Z39.88-2004&ctx_enc=info%3Aofi%2Fenc%3AUTF-8&rfr_id=info%3Asid%2Fsummon.serialssolutions.com&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rft.genre=article&rft.atitle=%E9%80%A0%E7%A9%B4-CO2%E6%B0%94%E7%9B%B8%E5%8E%8B%E8%A3%82%E5%A4%8D%E5%90%88%E6%8A%80%E6%9C%AF%E9%80%A0%E7%BC%9D%E5%8D%B8%E5%8E%8B%E5%A2%9E%E6%B8%97%E6%9C%BA%E7%90%86%E7%A0%94%E7%A9%B6&rft.jtitle=%E7%85%A4%E7%82%AD%E7%A7%91%E5%AD%A6%E6%8A%80%E6%9C%AF&rft.au=%E9%97%AB%E5%BF%97%E9%93%AD&rft.au=%E5%BC%A0%E6%96%B0%E7%94%9F&rft.au=%E5%BC%A0%E5%86%9B%E8%83%9C&rft.au=%E6%9D%A8%E7%99%BE%E8%88%B8&rft.date=2024&rft.pub=%E5%8D%8E%E9%98%B3%E6%96%B0%E6%9D%90%E6%96%99%E7%A7%91%E6%8A%80%E9%9B%86%E5%9B%A2%E6%9C%89%E9%99%90%E5%85%AC%E5%8F%B8%2C%E5%B1%B1%E8%A5%BF%E9%98%B3%E6%B3%89+045000%25%E6%B2%B3%E5%8D%97%E7%90%86%E5%B7%A5%E5%A4%A7%E5%AD%A6%E5%9C%9F%E6%9C%A8%E5%B7%A5%E7%A8%8B%E5%AD%A6%E9%99%A2%2C%E6%B2%B3%E5%8D%97%E7%84%A6%E4%BD%9C+454000&rft.issn=0253-2336&rft.volume=52&rft.issue=8&rft.spage=63&rft.epage=73&rft_id=info:doi/10.12438%2Fcst.2023-1091&rft.externalDocID=mtkxjs202408006
thumbnail_s http://utb.summon.serialssolutions.com/2.0.0/image/custom?url=http%3A%2F%2Fwww.wanfangdata.com.cn%2Fimages%2FPeriodicalImages%2Fmtkxjs%2Fmtkxjs.jpg