陕北浅埋厚硬煤层水压预裂提高块煤率技术研究

"水压致裂提高块煤率的机理及应用" 本文主要探讨了如何通过水压致裂技术来解决陕北侏罗纪浅埋厚硬煤层综采过程中能耗大、块煤率低的问题。研究团队在优化现有煤层生产工艺的基础上，引入了煤层超前水压预裂的方法，旨在降低能耗并提升块煤产出。 首先，文章分析了影响块煤制造综采面比能耗的关键因素，这些因素主要包括煤体的硬度和煤层中节理裂隙的发育程度。煤体硬度越大，开采难度和能耗自然越高；而节理裂隙的丰富程度则会影响煤体的破碎方式和效率，间接影响块煤率。 为了探究如何有效利用脉冲水预裂技术，研究者深入研究了厚硬煤层脉冲水预裂的破碎机理。他们发现，通过深孔定向脉冲水预裂，可以更有效地破坏煤体结构，形成有利于后续综采作业的裂隙网络。此外，文章还对不同的水压破岩预裂方法和工艺参数进行了分析，以确定最佳的预裂策略。 在现场试验中，研究人员在陕北地区一典型的大采高综采面应用了水压预裂技术。实验结果显示，采用该技术后，工作面煤壁的截割裂隙线密度显著增加约两倍，这意味着煤体的破碎效果更佳。同时，煤机截割能耗下降了36%，表明了水压预裂在降低能耗方面具有显著效果。更重要的是，块煤率提高了25%，这意味着更多的煤炭能够在开采过程中保持大块，提高了煤炭的经济价值。此外，煤尘浓度平均降低了35%，这不仅有助于改善工作环境，也降低了粉尘爆炸的风险。超前预裂还减少了大采高工作面的煤壁片帮问题，进一步证明了脉冲水预裂技术的实用性。 这项研究为提高厚硬煤层开采效率提供了一种创新方法，通过水压预裂技术，不仅能降低能耗，提高块煤率，还能改善工作环境，减少安全隐患，对于推动煤炭行业的可持续发展具有积极意义。未来，这种技术有望在更多类似地质条件的煤矿中得到广泛应用。