水力压裂抽采瓦斯技术在南桐矿区的应用

合集下载

水力压裂增透技术治理瓦斯的研究与应用

281随着多年的经济发展，我国逐步步入全面建设小康社会的决胜阶段，煤炭资源是我国经济发张的重要保障。

随着开采年限的增加，越来越多的赋存条件较为复杂的煤层已经完成开采，煤层的开采逐步向着赋存复杂煤层转移。

瓦斯是煤层中含有的灾害性气体，瓦斯抽采不合理或抽采不完全会造成难以估量的后果[1，2]。

由于煤层渗透性差、瓦斯含量高、瓦斯压力大等造成瓦斯极难自由排出，所以提出水力压裂增透技术[3，4]，水力压裂增透技术是对煤层进行压裂，提升瓦斯抽采效果。

本文以某矿为研究对象，研究低渗透煤层水力压裂瓦斯抽采规律，为实现低渗透煤层瓦斯抽采提供一定的指导及借鉴。

1 原理分析水力压裂增透技术是在地应力的加载下，将高压水注入至低渗透煤层，在高压水的作用下，煤层出现压裂裂缝，裂缝起裂后根据地应力的作用发生偏转，达到改变煤层力学特性。

压裂后的煤层人工裂隙发育较好，达到瓦斯增透效果。

2 试验过程2.1 试验工作面概况根据马兰矿的实际地址情况，选定18503工作面的皮带巷和行人巷为本次水力压裂的实验地点。

皮带巷主要用于采区的通风和运输等，巷道预计服务年限11年。

该巷煤层为山西组中下部3#煤，煤层厚度5.23m~7.06m ，煤层平均厚度为5.93m。

煤层顶底板的岩性主要为细砂岩和砂岩。

煤层底板标高为+471m~+440m，水力压裂实验点的埋深为480m。

2.2 水力压裂钻孔布置及封孔水力压裂系统主要是由注液泵、压力表、封孔器及水箱等组成，煤层水力压裂系统示意图如1所示。

在进行水力压裂前对现场进行测试孔的瓦斯抽采实验，预先打好测试孔，随后将测试孔进行封堵，抽采瓦斯记录抽采数据。

完成测试孔的抽采后进行压裂孔1的压裂，打好钻孔后对压裂孔1封堵压裂，压裂完成后进行瓦斯抽采，记录瓦斯抽采数据，并将数据与测试孔抽采数据进行对比，为了保证实验结果的可靠性，重复上述步骤进行压裂孔2的施工与抽采，记录数据。

压裂孔水力压裂过程如下：图1 煤层水力压裂系统示意图在进行钻孔施工后对钻孔进行高压注水。

井下水力压裂技术抽采煤层瓦斯技术及应用分析

井下水力压裂技术抽采煤层瓦斯技术及应用分析摘要：文章以某矿区作为研究对象，对该矿区井下的瓦斯灾害情况进行简要介绍，在此基础上，提出应用水力压裂技术对井下瓦斯进行抽采，以此来提高抽采效率，缩短抽采时间，解决矿井瓦斯突出问题。

期望通过本文的能够对水力压裂技术在煤矿瓦斯抽采中的推广应用有所帮助。

关键词：水力压裂技术；煤层；瓦斯抽采在煤矿井下五大灾害中，瓦斯的危害性最为严重，一旦井下瓦斯浓度超标，遇到火源后，会引起爆炸，由此不但会导致人员伤亡，而且还可能造成矿井坍塌。

因此，对井下瓦斯进行高效抽采显得尤为必要。

在瓦斯抽采的过程中，为提高抽采效率，缩短抽采时间，可以对水力压裂技术进行合理应用。

借此，下面就井下水力压裂技术抽采煤层瓦斯技术及应用展开分析探讨。

1矿井概况及瓦斯灾害某矿区的地质构造较为复杂，含煤地层为二叠系龙潭组，共计含煤8层，全区可采煤层为K1，局部可采煤层为K3和K4，整个矿井当中，有90%左右的范围是单一严重瓦斯突出危险煤层。

受到地质条件的影响，使得矿井的灾害情况比较严重，五大灾害一应俱全，其中瓦斯突出最为严重。

自该煤矿建成投用一来，共计发生瓦斯突出事故48次，造成47人死亡，其中6次事故为500吨以上。

随着井下开采作业面向纵深方向发展，使得瓦斯灾害变得更加严重。

为此，必须采取合理可行的方法和措施，对井下作业面的瓦斯进行高效抽采，以此来确保煤层开采的安全、有序进行。

2井下水力压裂技术在抽采煤层瓦斯中的应用2.1水力压裂技术增透机理水力压裂是通过裂缝为瓦斯流动创造有利条件，从而提高抽采效率的技术措施。

随着裂隙网络的形成，煤岩层的渗透率会随之提高，当压裂液排出以后，便会形成瓦斯渗流通道，由此能够使煤岩层本身的透气性获得大幅度增加，位于较远位置处的瓦斯可以较为通畅地流入到钻孔当中，瓦斯的抽采效率随之提高，抽采时间显著缩短。

2.2压力与水量的控制在对裂缝扩展长度进行控制时，可以对起裂压力、压裂液的注入量以及压裂时间的长短进行控制，并对压力参数进行合理确定。

水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的研究与应用

水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的研究与应用摘要随着我国科技的不断发展，水力压裂的技术得到了广泛的关注，目前正逐渐的被应用在煤矿的瓦斯治理当中。

因为煤矿的煤层透气功能比较差，同时瓦斯的含量又非常的高，因此常用的瓦斯治理技术根本没有办法达到标准。

本文主要是以新型技术——水力压裂技术为研究对象，之后对煤炭瓦斯治理中水力压裂技术的概述、水力压裂技术的发展状况以及水力压裂技术的原理三个方面对研究对象进行进一步的探讨和研究。

关键词水力压裂技术；煤矿；瓦斯；治理在我国所有的煤矿当中，大部分煤矿煤层透气性都比较差，另外瓦斯的含量也是非常高的，因此，在矿难事故当中，瓦斯事故的比例非常的大，同时所带来的经济损失以及人员伤亡也是最大的。

煤层开采的越深，突出的煤层就越多，安全方面的隐患也就越大。

在以往的煤矿瓦斯治理当中，缺乏行之有效的治理方法，而随着水力压裂技术的逐步使用，可以进一步的提高煤层的透气功能，同时还能不断降低煤层中的瓦斯含量。

1 煤炭瓦斯治理中水力压裂技术的概述一般情况下，各大煤矿在对突出的煤层进行采集的过程中，都会使用一些方法来对突出的煤层进行防治，防止事故的产生。

可是在我国，大部分的煤矿瓦斯突出的煤层都是透气性比较差的煤层，这就给煤层瓦斯的采集带来了很多技术方面的问题，必须得对它进行卸压并且要增加透气性。

从现在的情况来看，国际上对煤层进行减压以及增加透气性的技术方案主要包含：对煤层进行注水，对煤层的保护层进行开采以及对深孔进行爆破等相关方法，这些方法和技术在煤层的开采过程中虽然起到了一定的效果，但是还有一些问题存在。

比如：对煤层保护层开采的方法，虽然对煤层群的减压效果还不错，可是对于单一的、透气性差的煤层却作用不是很大。

而通过很多实验表明，水力压裂的技术，在上述问题的解决上面效果就比较好。

2 水力压裂技术的发展状况2.1 对水力压裂技术的整体优化水力压裂技术的中心思想是根据国际上单井压裂技术的概念而产生的，可是压裂技术整体优化的思想是在上世纪八九十年代在我国提出来的，同时在我国的很多个大型的瓦斯煤矿以及油田得到了逐步的使用和推广。

关于水力压裂技术在煤矿瓦斯治理方面的应用

区域治理前沿理论与策略关于水力压裂技术在煤矿瓦斯治理方面的应用韦小发国家电投集团贵州金元贵州林华矿业有限公司，贵州金沙 551800摘要：水力压裂治理是治理煤矿瓦斯的一项重要技术，该项技术在具体应用过程中与其它治理技术相比，其可以实现对瓦斯治理环境的改善，并且可以提高治理效果，保证煤矿开采作业的安全性，降低安全事故的发生几率。

关键词：水力压裂；煤矿；安全生产；瓦斯治理通过对我国煤矿资源进行可以发现，我国煤矿透气性差，并且煤矿中的瓦斯含量高，在煤矿开采过程中一旦发生瓦斯爆炸事故，将会造成巨大的经济损失和人员伤亡。

正是因为如此，长期以来，我国在煤矿开采过程中，都将瓦斯治理作为其中最为重要的一项内容。

一、水力压裂技术原理及相关工艺1技术原理水力压裂技术是煤矿开采过程中常用一项技术，其适合应用在原生结构煤层中，该项技术在具体应用过程中，实际上就通过对水的动力进行应用，从而使媒体裂隙畅通，以大于地层滤失速率的排量及大于地层破裂压力，从而使煤层各级弱面内通过对弱面面壁形成流动压力，引起空间膨胀，这会使弱面发生延伸和拓展，产生裂缝，并且在结构中形成相互连通的“网络”，提高储层与筹抽采井在作业期间的连通能力[1]。

在煤矿开采作业期间，采用施水压裂方案，为了保证方案应用的合理性，必须要满足下列条件：（1）压力泵必须能够满足作业的排量和压力需求。

（2）合理的泵注程序，具体作业需要严格的依据程序开展。

（3）科学的封孔技术。

（4）安全的防护措施。

2相关工艺水力压裂技术工作面顺层压裂、沿煤层端头压裂等，煤层水力压裂工艺压裂孔情况如图1所示。

在图1中，1表示的为顺层压裂孔；2表示的为沿煤层段都压裂孔；3表示的为高抽巷压裂孔；4表示为抽巷压裂孔。

二、煤矿瓦斯治理期间水力压裂技术起到的作用1提升透气性通过对水力压裂技术进行应用治理煤矿瓦斯问题，能够在煤矿中突出的煤层中构建出一个良好的煤层空间，在具体作业过程中，通过制造空隙和裂缝的方式，提升煤层间透气性，这可以使煤层中的瓦斯在短时间内消散。

煤矿井下水力压裂技术抽采煤层瓦斯应用及前景

2971 煤矿井下水力压裂技术的研究现状1.1 理论研究现状目前，煤矿井下水力压裂技术在实验室的主要研究内容为水力压裂注入参数、裂缝扩展及延伸规律方面的试验。

通过试件压裂试验、理论分析及数值模拟获取相应的研究资料，在某研究项目中，研究人员利用空心包体应变计完成了对水力压裂前后钻孔周边煤层应力的变化数据分析，并对前方煤层应力的变化规律进行了监测，所获取的研究结果有着重要的参考价值，可有助于提高水力压裂增透抽采瓦斯的作业质量。

1.2 现场试验现状目前，对煤矿井下水力压裂技术的现场试验已经在多个煤矿企业中开展，以重庆某煤矿企业为例，该企业在10余个矿井内进行了近百次的现场试验。

在试验现场中，通过煤矿井下水力压裂技术实现对煤层的水利压裂，可发现通过水作为介质，煤层透气性能够显著提升，与技术应用前的煤层透气性相比，提升效果高达50余倍，而压裂钻场预抽瓦斯气体的体积数值高于常规操作的6~7倍，而每个抽采孔位的抽采纯度是常规操作的4~5倍，抽采作业的工期可缩短90~120d，对掘进效率的提升效果提高了1.5~2倍。

2 煤矿井下水力压裂技术在应用中的现存问题2.1 缺乏系统的地质指标在煤矿井下作业之中，煤矿井下水力压裂是一项重要的煤层增透技术，在实际工作中，必须要考虑地质环境的影响，同时还要有统一的地质标准。

但在实际工作中，因为缺乏系统的地质指标，没有相应的参考标准，单凭个人主观意识与工作经验加以判断，就会让抽采设计与压裂设计缺乏科学依据，从而降低抽采效率与工作质量。

2.2 缺乏主客观因素的有效关联在应用煤矿井下水力压裂技术时，需要依照煤岩层岩性、煤层厚度、煤层倾角等煤岩储层物性的特征，对水力压裂注入工艺、注入量、钻孔位置、压裂时间等参数做好综合分析，考虑人为主客观因素对水利压裂效果的影响。

不能有效的实现对上述因素的主客观分析，就会难以准确获取水力裂缝扩展延伸的规律，进而影响作业顺利性。

2.3 对煤岩应力、渗透率演化规律缺少准确认知在利用水力压裂为煤层增透的作业之中，施工人员对裂缝对煤岩的反作用力，影响煤岩应力、钻孔周边应力的变化以及煤岩渗透率的变化规律缺少准确的认知，没有理论支持，就会让水利压裂作业缺少理论上的专业指导，这就造成了抽采效率难以提升、作业成本难以控制的问题。

水力压裂技术在矿井突出治理中的应用

鹤煤集团六矿位于鹤壁煤田东部，可采煤为层二１，厚４６煤煤．７～１６，ｍ５．平均厚８６ｍ．７六矿井田为一向东倾斜的单斜构造，层、曲发育，造煤多断褶构且厚度变化剧烈，井田深部尤其明显，到平均倾角２。右，部暂定边界标高一０左深８０。采二１层为难抽煤层（气性０ｍ所煤透系数００～００５．３．４ｍｄ，百米钻孔抽放量一般为０．ｌｍ３ｈ．ｎ，０８矿井瓦０７／ｍｍｉ）２０年斯鉴定结果瓦斯绝对涌出量为７１ｍ２．０／ｍｉ相对瓦斯涌出量为２８ｍ。目前ｎ，９．０／ｔ实测得最大瓦斯含量为ｌ４ｍ／，高６．８ｔ最瓦斯压力为１６ａ一３Ｏ、压力）如．ＭＰ（９ｍ表，何保证安全生产，六矿急需解决的问是题。者通过现场实践，高突煤层水力笔对压裂技术进行了研究。
裂和井下水力挤出试验经验，注水泵压当
地点二：２４１中巷以南ｌ９在ｌ３集２ｍ处，为增加煤层透气性，高瓦斯抽放效以仰角５。垂直集中巷上帮向煤体打压裂提３，果，根本上改善六矿的防突条件，从在河南孔，深穿透煤层并见顶板（际岩孔长孔实省煤层气开发利用有限公司的大力支持３ｍ，５穿煤１ｍ，５ｍ）７共２。下，矿在井下２４１采工作面开展了水六１３综（）裂孔封孔深度２压本次试验封孔材料采用膨胀速凝水力压裂增加煤层透气性试验。下压裂的井基本原理就是将压裂液高压注入煤（岩）泥，孔工艺采用注浆泵高压水泥砂浆封或封封０５在体中原有的和压裂后出现的裂缝内，服孔。孔深度在工作面为２～２ｍ，运输克最小主应力和煤岩体的破裂压力，宽并顺槽２３ｍ。扩５煤层瓦斯含量，瓦斯压力在不断的增大，为防止在生产过程中突出事故的发生，实现安全生产，对高压注水压裂消突技术进行了研究。测取压裂参数，用压裂设备，利对有突出危险性的实体煤进行压裂。实践表明，力压裂技术可将煤经水（体内部微裂隙扩展使其连同，煤体内的瓦斯潜能及弹性能得到一定量的释放，岩）将是煤层的透气性增加，结合瓦斯抽防技术使被压裂的实体煤内的瓦斯压力和瓦斯含量降低，削减和消除煤体突出的危险性。喷技术的实施有效的保证了突出煤层区域消突，这为在突出危险

水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的应用分析

水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的应用分析发布时间：2021-04-12T01:54:40.540Z 来源：《防护工程》2020年33期作者：郝小波[导读] 鉴于此，文章重点对水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的应用进行分析研究，以期提升煤矿瓦斯治理的效果。

国家能源集团神东煤炭集团保德煤矿山西忻州 036600摘要：应用水力压裂技术，能够提升煤层透气性，改变煤层强度，降低瓦斯作用力，同时具有降尘及平衡地应力的作用，瓦斯治理效果良好，对于保障煤矿开采安全有着积极作用。

鉴于此，文章重点对水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的应用进行分析研究，以期提升煤矿瓦斯治理的效果。

关键词：水力压裂技术；煤矿瓦斯；治理；应用引言我国煤矿大部分煤层的透气性都很差，瓦斯含量也很高，加上煤矿本身开采条件恶劣，所以很容易发生瓦斯爆炸事故。

这不仅会延误煤矿开采的进程，而且还可能会带来严重的经济损失和人员伤亡。

同时，随着煤矿开采深度的不断加大，突然涌现的煤层也就越多，而煤层数量的增多也会极大地增加煤层缝隙，导致安全性方面的问题层出不穷。

以往大多数煤矿煤层瓦斯治理中很难采取有效的安全防护措施，而应用水力压裂技术可提高煤层的透气性，降低煤层瓦斯含量，从而可有效抑制煤层瓦斯爆炸事故的发生，提高煤矿开采的安全性。

一、水力压裂技术概述1.水力压裂技术的工作原理与满足条件水力压裂技术从本质上来说，主要是针对一些透气性较差的煤层进行空间通畅，借助水动力来完成通畅工作。

从而在煤层之间形成流动力，改善原有煤层间的透气性。

但是从水力压裂技术的使用来看，仍需要满足一些条件。

首先需要工作人员对排量与压力的压泵进行把控，在此基础上确定科学的泵注程序。

其次，还要确保封孔技术的完善，并在过程中制定有效的安全措施，防止风险问题的发生。

2.水力压裂技术的发展趋势近些年来随着我国煤矿行业的不断发展，瓦斯治理问题成为了关键。

急需更为有效的方法对其进行治理，以此来减少安全问题的发生，以及提高实际工作展开的效率和质量。

基于水力压裂与瓦斯抽采结合瓦斯综合防治技术论文

基于水力压裂与瓦斯抽采结合的瓦斯综合防治技术研究【摘要】本文在分析目前煤矿瓦斯治理存在问题的基础上，提出了利用井下水力压裂技术和地面采动井抽采与常规的井下瓦斯抽采技术相结合的综合瓦斯治理措施，分别阐述了煤矿井下水力压裂和地面采动井的原理和应用情况，实践表明：煤矿井下定向压裂增透消突成套技术可有效提高瓦斯抽采率，降低煤与瓦斯突出危险性，改善井下作业环境；地面采动井可“一井三用”，对抽放采动区域瓦斯效果较好。

【关键词】煤矿；瓦斯；水力压裂；采动井引言我国是世界第一大产煤国，煤炭在我国一次能源消费中约占70%左右，因而煤炭行业是关系我国国家经济命脉的重要基础产业。

然而，煤炭行业又是我国安全生产形势最为严峻的行业之一，预防和控制煤矿重特大事故的发生，促进煤矿安全生产形势的根本好转已成为国家和政府层面上急需解决的重大问题，也是我国安全生产工作的核心任务。

在所有煤矿灾害事故中，尤以瓦斯事故为重，其中主要以煤与瓦斯突出以及由瓦斯超限而造成的瓦斯爆炸为最主要的表现形式。

1、瓦斯灾害防治技术评析1．1瓦斯治理存在的问题及解决思路我国煤储层构造复杂，且煤层多强烈变形[2]，多数煤田煤体构造破碎严重，ⅲ、ⅳ类煤所占比例较重，煤质松软、坚固性系数偏小，煤层透气性低，渗透率一般在（0．001～0．1）×10－3μm范围内，瓦斯抽采效果不佳，造成瓦斯治理困难。

而且随着采掘活动向纵深延伸，煤层瓦斯赋存以“三高一低”（高应力、高瓦斯压力、高瓦斯含量及低渗透性）为主要特征，常规的瓦斯抽采技术难以发挥作用，抽采率低下，抽采效果不明显，瓦斯事故仍时有发生，因此，采用强制增透的瓦斯治理和井上下联合抽采的综合治理措施势在必行。

1．2井下水力压裂技术煤矿水力压裂技术分地面和井下2种，因地面水力压裂因不够灵活方便、成本高、压裂效果不明显而没有推广开来。

目前井下水力压裂应用效果较好，主要以河南省煤层气开发利用有限公司自主研发的“煤矿井下定向压裂增透消突成套技术”为主流，该技术可在井下充分利用现有的开拓工程，针对不同煤层瓦斯地质条件编制不同的压裂方案，实施不同的压裂工艺，真正做到“一面一策”、“一孔一策”。

中低压水力压裂在治理瓦斯抽采盲区中的应用

随着能源需求的日益增加，对天然气等能源资源的开采需求也在迅速增长。

然而，在煤炭开采过程中，由于地质条件、采煤技术等因素的影响，导致工作面存在部分瓦斯抽采盲区，使得煤矿瓦斯浓度升高，安全隐患增加。

为了解决这一问题，中低压水力压裂技术被引入到了瓦斯抽采中。

本文将从介绍中低压水力压裂技术、分析其在治理瓦斯抽采盲区中的应用优势、探讨技术存在的局限以及提出改进建议等几个方面进行论述。

一、中低压水力压裂技术介绍中低压水力压裂技术是利用高压水流，对煤层进行挤压，使其出现微小裂缝，从而实现增透、增渗，提高瓦斯抽采效果的一种地下工程治理技术。

其施工过程主要包括四个步骤：孔径预处理、打孔、水力压裂和水碎岩，具体流程如下：1.孔径预处理：在选择要进行压裂的孔径前，需要对该孔径进行预处理。

可通过插入锥头或用钻钻出孔径命中煤层附近破裂带等方式，来预处理孔径，提高水力压裂的效果。

2.打孔: 将打孔设备插入到煤层内，钻出需要进行水力压裂的孔径。

3.水力压裂：将高压水流注入打孔后的孔洞中，产生压力，从而使煤层出现微小裂缝，提高其渗透率和透气性。

4.水碎岩：压裂后，将水碎岩设备插入压裂后的孔洞内，将水流再次注入，从而将碎裂的煤层进一步粉碎，提高煤层渗透性。

二、中低压水力压裂在治理瓦斯抽采盲区中的应用优势中低压水力压裂技术在治理瓦斯抽采盲区中的应用，主要有以下优势：1.增透增渗：中低压水力压裂技术使用注水压力来打开地下煤层的裂隙，从而增透增渗。

这使得煤层中的水和气可以更容易地流动，提高了瓦斯的抽采效果。

2.对环境影响小：中低压水力压裂技术与传统的地下开采方式相比，其在施工过程中不会大量使用爆破等方式，因此对周边环境和地下水位等的影响较小。

3.可控性强：中低压水力压裂技术具有灵活性和可控性。

可以根据实际情况来调整施工水位和压力大小，达到最好的地下工作效果。

4.降低事故风险：经过中低压水力压裂之后，煤层空隙增大，瓦斯的排放速度加快，不仅有助于减少瓦斯长期积累的危险，而且有利于减轻开采突水、突破或者顶板塌方等安全事故的发生。

煤矿瓦斯治理中水力压裂技术的应用研究

255作者简介：孔米春（1982—　），男，汉族，河南兰考人。

主要研究方向：煤矿开采。

我国煤矿的煤层透气性比较差，且煤矿内部的瓦斯含量非常高，一旦出现煤矿瓦斯事故，后果不堪设想，不仅会造成严重的经济损坏，更可能造成人员伤亡。

因此，加强煤矿瓦斯的治理效果，一直以来都是保障煤矿安全的重中之重[1]。

利用水力压裂的相关技术，可以提高煤层之间的透气性，平衡瓦斯的压力以及地应力，有效改变煤体的整体强度，从而达到提高煤矿安全性、可靠性的功效。

本文结合实际分析水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的应用，给大家更多的参考性意见。

一、水力压裂技术概述及应用原理水力压裂技术是一种新型瓦斯治理技术，在煤矿开采过程中，如若探测到开采区域瓦斯浓度较高，可以在作业区域内打孔，并将混有沙子的高压水等液体注入孔隙内，加压直至孔隙破裂，液体会自然地向煤层孔隙渗透流动，高压水中的沙子会填充到孔隙中，在煤层间构建一个孔隙网络，这样煤层的透气性有效提升，瓦斯也能够沿着孔隙网络向外排出。

水利压裂技术的应用原理主要是在使用水力压裂技术的过程中，需要将含有大量砂子的高压水混合其他液体灌输到煤层中去，这样煤层的中间也就会产生一定的裂缝。

如果内部产生一定的孔隙之后，砂子就会因此停留在孔隙内部，并在关键的时候起到支撑的作用，避免内部的孔隙被再一次的封住。

这样也就能够为后续瓦斯的抽采提供一定的方便。

在生产煤炭的过程中，内部也会存在更多的裂缝，最终使得孔隙之间都不太畅通。

专业的技术人员甚至会采用打钻的方式来对内部的砂子或者液体实施水利压裂[2]。

这些高压水也就会在煤层内部持续地进行流淌。

这些高压水也就会因此逐步增强，从而使得煤层内部产生一定的支撑力。

在实际操作的过程中，大钻的方式能够有效地避免裂缝愈合，最终使得煤层之间的缝隙能够变得更加通畅。

二、水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的应用分析（一）煤矿区地质构造与瓦斯浓度探测准备阶段需采用无线电波坑道透视仪明确煤层地质构造。

煤矿井下钻孔高压水力压裂技术研究与应用研究报告

煤矿井下钻孔高压水力压裂技术研究与应用研究报告1. 引言煤矿井下钻孔高压水力压裂技术是一种通过利用高压水将岩层破碎以提高煤矿开采效率的方法。

本研究旨在对这一技术进行深入研究，并探索其在实际应用中的潜在效益。

2. 研究背景煤矿开采过程中，传统的机械采矿方法在某些复杂岩层条件下存在效率低下的问题。

钻孔高压水力压裂技术作为一种新兴的开采方法，被认为能够显著提高煤矿的开采效率。

3. 技术原理3.1 高压水力压裂原理高压水力压裂技术利用高压水通过钻孔进入岩层，形成高压水射流。

高压水射流对岩层施加压力，导致岩层破碎。

通过不断重复压裂操作，可以将煤层有效地破碎。

3.2 技术流程矿井井下钻孔高压水力压裂技术一般包括以下流程： 1.钻孔：选择合适位置进行钻孔，通过钻孔设备将钻孔深入到目标煤层。

2. 压裂液的配制：根据煤层的特性和压裂需要，选取合适的压裂液成分和浓度。

常见的压裂液成分包括水和添加剂等。

3. 高压水射流压裂：将压裂液通过钻孔注入到煤层中，通过高压水射流将煤层进行压裂。

4. 压裂效果评估：通过对压裂后的煤层进行评估，判断压裂效果是否满足预期。

4. 技术优势煤矿井下钻孔高压水力压裂技术具有以下优势： - 提高煤矿开采效率：通过将煤层破碎，增加煤层与水的接触面积，提高了煤层的可开采性。

- 减少煤尘产生：钻孔高压水力压裂技术采用水力破碎岩层，相比传统机械破碎方法，能够有效减少煤尘的产生，改善井下工作环境。

- 降低能耗：相比传统机械破碎方法，钻孔高压水力压裂技术在能耗方面有一定的优势，因为其主要依靠高压水射流进行破碎。

5. 应用案例5.1 煤矿井下开采煤矿井下钻孔高压水力压裂技术广泛应用于煤矿井下的煤炭开采过程。

通过在煤层中进行钻孔并施加高压水射流，可以显著提高煤炭的采取率与产量。

5.2 土壤改良除了煤矿开采外，钻孔高压水力压裂技术也可以应用于土壤改良领域。

通过在土壤中进行钻孔并施加高压水射流，可以改良土壤的结构和渗透性，提高土壤的可利用性。

水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的效果分析与应用

水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的效果分析与应用作者：刘凯来源：《山东工业技术》2015年第20期摘要：为实现对煤矿瓦斯的有效治理，越来越多的煤矿开始研究水力压裂技术，并在实践应用中取得了比较理想的应用效果。

本文基于水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的效果进行分析，先概述了水力压裂技术，然后介绍了水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的作用，最后结合实例加以探讨，以期为煤矿的安全、高效生产提供有益参考。

关键词：水力压裂技术；瓦斯治理；效果；应用对国内煤矿进行统计发现，大多数煤矿煤层的透气性不理想，除此之外，瓦斯含量也比较高，正因如此，瓦斯事故在所有矿难事故之中占有较大比例，与此同时，还会导致严重的人员伤亡和难以估量的经济损失[1]。

随着煤层开采深度的不断加深，突出煤层也相应增多，这对煤矿的生产安全埋下了严重的隐患。

在传统煤矿瓦斯治理工作中，缺乏效果显著的治理措施，而伴随着水力压裂技术的不断成熟，能够比较理想地增加煤层的透气性，与此同时，还能够明显降低煤层之中瓦斯的实际含量，表现出了良好的应用效果。

1 水力压裂技术概述水力压裂是应用于地面煤层气开发利用的一项现代技术，大多应用于具有原生结构的煤层，其工作原理是将水作为动力，使煤体出现裂隙，施加超过地层滤失速率的排量和超过地层耐破上限的压力，让煤层之中不同等级的弱面内通过对弱面面壁形成流体压力，导致空间上的一定膨胀，以此推动这一弱面不断地进行扩张以及延伸，到一定程度之后破裂产生裂缝，并彼此连通，形成相互联系的网络，最终提升煤层以及抽采管路之间的联通能力。

水力压裂技术的一般工艺流程如下：供水管→水箱→连接管→注水泵→高压水管→专用封孔器→钻孔→煤体[2]。

2 水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中作用（1）增加煤层透气性。

以煤层为对象进行水力压裂操作，可以为煤层制造出更多的裂隙，不仅如此，还能够大幅增加煤层裂隙的长度，赋予煤层间更为理想的透气性。

（2）消除煤层的瓦斯突出危险性。

向煤层注入一定的水，能够对基质块中储存的瓦斯做“封闭”处理，提升瓦斯由吸附态转变成游离态的难度系数，即意味着大幅增加了煤层之中瓦斯的残留量，从而实现对瓦斯涌出量的有效减少和控制。

水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的应用分析

水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的应用分析发布时间：2021-03-10T08:25:46.579Z 来源：《防护工程》2020年31期作者：胡昕[导读] 作为煤的伴生矿产资源的瓦斯是一种清洁高效能源，但也是影响我国煤矿安全的主要因素。

平煤神马建工集团有限公司河南省平顶山市 467000摘要：随着矿井采掘深度的增加，区域瓦斯治理面临着抽采衰减快、煤层透气性低的问题，严重制约着矿井安全高效生产。

井下水力压裂是加大、保持瓦斯抽放力度的一项重要工艺技术。

它是利用液体传导压力的性能，在煤矿井下利用高压泵组，在孔底聚起高压，在地层产生裂缝，改变煤体中流动方式，降低渗流阻力，起到增透作用的过程。

水力压裂技术施工安全、绿色环保、过程可控、效果显著、应用范围广, 作为一种取代传统工艺治理顶板灾害的手段, 具有广阔的应用前景。

关键词：煤矿瓦斯治理；水力压裂技术；应用分析引言：作为煤的伴生矿产资源的瓦斯是一种清洁高效能源，但也是影响我国煤矿安全的主要因素。

煤层瓦斯预抽不仅有利于充分利用瓦斯资源，更有利于防治瓦斯灾害。

然而，由于开采深度的增加以及煤层渗透率的降低，使得瓦斯抽采难度增大而且效率显著降低。

采用水力压裂切顶技术后,解决了临空动压影响带来的回采工作面超前段巷道变形量大的难题,巷道的底鼓量、顶板底板和两帮移近量大幅降低,节约了支护成本,优化了采掘衔接。

1水力压裂技术分析水力压裂技术主要包括顶板岩层特性测试、压裂钻孔参数确定、钻孔及压裂、实施效果监测等内容。

该技术的核心是通过对顶板岩层结构的定性分析,确定造成顶板灾害的岩层层位,对关键层位或以下岩层进行分段定向压裂,破坏岩层的完整性和整体性,实现回采过程中顶板的及时、安全垮落,释放积存的顶板能量,解决工作面大面积悬顶和应力集中问题,从而从根本上消除顶板灾害。

神东水力压裂技术分为常规浅孔(一般不超过150m)水力压裂和定向深孔(一般大于400m)水力压裂两类[1]。

1.1定向深孔水力压裂技术定向深孔水力压裂指的是使用千米定向钻机施工压裂孔,钻孔深度一般大于400m,通过“双封单卡”多点拖动等分段压裂方式,对目标层位进行精准压裂,适用于弱化工作面中部岩层、集中煤柱下方顶板及厚层状硬岩[2]。

煤矿瓦斯治理中水力压裂技术的应用分析

煤矿瓦斯治理中水力压裂技术的应用分析摘要：本文通过阐述在煤矿瓦斯中使用水力压裂技术治理的优势，进一步分析如何在煤矿瓦斯治理中应用水力压裂技术，并通过技术应用原理、选定技术设备、布置压裂孔、制备压裂和封孔材料、实施注浆及封孔、检验压裂效果等方面对要点进行阐述，以期能为水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的应用，做以参考。

关键词：煤矿瓦斯；治理；水力压裂；技术前言：煤矿瓦斯又称煤层瓦斯和煤层气，是一种有害气体，其主要是由于在开采煤层时，煤体遭到破坏导致造成煤和围岩之中所产生的甲烷、二氧化碳以及氮产生混合气体，最终形成煤矿瓦斯，对开采人员的人身安全威胁极大，严重时还会造成爆炸。

因此，要通过水力压裂技术进行治理，并提高作业的安全性。

1煤矿瓦斯中使用水力压裂技术治理的优势第一，提升煤层透气性。

在进行开采作业时，由于受到环境以及条件的限制，开采区域的密封性较强，并且空气流动性较差，容易造成瓦斯等有毒气体的累积进而对作业人员产生危害。

使用水力压裂技术，可以将煤层之间的缝隙加大，这样就能够保证煤层中的透气性，有利于瓦斯等有害气体的顺利排放。

第二，消除瓦斯危险性。

水力压裂技术主要是依靠将大量的水和剂液注入到煤层之中，这样有利于将积块之中所存储的瓦斯进行密封，这种通过改变瓦斯传播状态结构的方式，能够降低瓦斯的流动性，也就避免了煤层中瓦斯所可能出现的突发性危险，因此采用水利压裂技术能够有效控制煤矿中的瓦斯。

第三，改善煤体的强度。

原状态结构下的煤体强度较高，这样不利于开采工作的顺利进行，而水利压裂技术主要是通过在煤层中形成裂缝并注入水力的方式控制瓦斯，在煤层之中能够通过孔洞以及裂缝，形成网格状，并进一步破坏煤层原有强度和结构，这种情况之下能够大幅度降低煤体抗拉强度并便于开采。

第四，平衡煤层地应力。

地应力主要存在于地壳之中，简单的来说就是岩石形变所引起介质内部单位面积上的作用力。

在煤矿开采时，煤体本身的重量就容易引起地应力，因此在瓦斯就可能出现形成不均匀的现象。

水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的应用

水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的应用水力压裂技术改善了煤矿瓦斯治理的环境，平衡了瓦斯治理的过程。

水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中起到了关键的作用，获取了优质的应用效果，保障煤矿瓦斯治理的安全性。

水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的应用越来越广泛，全面提高煤矿瓦斯治理的效益。

文章主要以煤矿瓦斯治理为研究项目，探讨水力压裂技术的实践应用。

标签：水力压裂技术；煤矿；瓦斯；治理Abstract：Hydraulic fracturing technology has improved the environment of coal mine gas treatment and balanced the process of gas treatment. Hydraulic fracturing technology plays a key role in the gas control of coal mine，obtains the high quality application effect，and ensures the safety of gas control in coal mine. Hydraulic fracturing technology is more and more widely used in coal mine gas treatment，which can improve the efficiency of coal mine gas treatment. This paper mainly discusses the practical application of hydraulic fracturing technology with coal mine gas treatment as the research project.Keywords：hydraulic fracturing technology；coal mine；gas；control我國煤矿开采的过程中煤层容易受到透气性影响，当煤矿煤层透气性达不到理想效果时就会增加瓦斯的含量，导致煤矿开采过程中存在较高的安全风险。

重庆南桐矿区瓦斯抽放孔快速钻探技术措施

ｓｎｂｅｇａｔｏｆｄｌｉｑｐｍｅｔｎｈｅａａｙｉｎｄｒｌｉｔｏ，ｉｔｐｅａｄｐｒｍｅｅｓｄｌｉｇｔｃｎｌｇｏａｌｒｄａｉｎｏｒｌｎｇｅｕｉｉｎｓａｄｔｎｌｓｓｏｉｎｇｍｅｈｄｂｔｙｓｎａａｔｒ，ｒｌｎｅｈｏｏｌｉｙ
ＴｅｈｏｏｙＭｅｓｒｓｆｒＨｉｈｓｅｄＤｒｌｎｓＤｒｉａｅＢｏｅｏｅｎＮａｔｎｉｉｇＡｒａｏｏｇｉｇｃｎｌｇａｕｅｏｇ・ｐｅｉｉｇｉＧａａｎｇｒｈｌｓｉｎｏｇＭｎｎｅｆＣｈｎｑ／ｌｎｎ
ａｄｏｅａｉｇｔｃｎｌｇ，ａｓｉｏｃｎｃａｕｅｏａｓｎｈｒｌｇｅｆｉｎｙｉｏｔｉｅ．Ｔｈｒｌｒｍｏｔｆ — ｎｐｒｔｅｈｏｏｎｙｕｔｔｈｉａｍｅｓｒｓｆｒｒｉｉｇｔｅｄｌｉｆｃｅｃｓｂａｎｄｅｆｌｉｎｉｅｄｌ — ｎｈｅｆｉｅｉｃｅｃａｉｅｙｍｏｅｔａ０ｉｎｙｈｓｒｎｂｒｈｎ８％ｉｈｏｓｕｔｎｏａｒｉａｅｂｒｈｌｓｉｎｅｂｄｅｏｍａｉｎｏｏｎａｄｓｎｔｅｃｎｔｃｉｆｓｄａｎｇｏｅｏｅｎｉｔｒｅｄｄｆｒｔｆｓｆａｄｈｒｏｇｏｔｒ
近几年来，瓦斯事故在我国煤矿生产中居高不
下，有效控制瓦斯事故是解决我国煤矿安全生产问题的关键，因此瓦斯抽放就成了煤炭生产的重中之重。瓦斯抽放工作的一个重要的环节就是瓦斯抽放

水力压裂技术在煤矿瓦斯治理方面的应用

３３采总量由２３７９ｍ／ｄ提高到１４０４４ｍ／ｄ；贵州六枝工矿２３７２机巷、１４７０中巷实施１０次水力压裂后，
瓦斯抽采时间大幅延长，抽采效率明显提高，消突效果达到预期目标。关键词：水力压裂技术；防治煤与瓦斯突出；瓦斯抽采；瓦斯综合治理中图分类号：ＴＤ７１２文献标志码：Ｃ网络出版时间：２０１５－０４－０９０１：１１网络出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／５０．１０６２．ＴＤ．２０１５０４０９．０１１１．０２２．ｈｔｍｌ
ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＨｙｄｒａｕｌｉｃＦｒａｃｔｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎＣｏａｌＭｉｎｅＧａｓＣｏｎｔｒｏｌ
１，２ＣＨＡＮＧＬｉｍｉｎｇ
（１．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＧａｓＤｉｓａｓｔｅｒＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄＥｍｅｒｇｅｎｃｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００３７，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｈｉｎａＣｏａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｒｏｕｐＣｈｏｎｇｑｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００３９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｇａｓｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｏｆｃｏａｌｓｅａｍｓａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｇａｓｄｒａｉｎａｇｅｅｆｆｅｃｔ，ｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒａｃｔｉｃｅｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｏｎｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｍａｎｙｃｏａｌｍｉｎｅｓ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗｅｒｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｗａｓｍａｄｅｏｎｔｈｅｍｕｌｔｉｐｌｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｉｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｃｏａｌｇａｓｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ，ｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｔｈｅｃｏａｌｂｏｄｙｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｔｈｅｂａｌａｎｃｅｏｆｔｈｅｓｔｒａｔａｓｔｒｅｓｓ．ＴｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｉｎＰｉｎｇｄｉｎｇｓｈａｎＮｏ．１０Ｍｉｎｅ，ｔｈｅｇａｓｄｒａｉｎａｇｅｔｉｍｅｂｙｓｉｎｇｌｅｈｏｌｅｅｘｔｅｎｄｅｄｆｒｏｍｏｒｉｇｉｎａｌ７～９ｄｔｏｍｏｒｅｔｈａｎ８０ｄ，ａｎｄｔｈｅｇａｓｄｒａｉｎａｇｅｑｕａｎｔｉｔｙｂｙｓｉｎｇｌｅｈｏｌｅｉｎｃｒｅａｓｅｄ１２０ｔｉｍｅｓ；ｉｎＬｉａｎｇｂｅｉＭｉｎｅｏｆＳｈｅｎｈｕｏ，ｔｈｅｇａｓｄｒａｉｎａｇｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｆｏｒｍ“ ｔｈｒｅｅｓｏｆｔ ”ｃｏａｌｓｅａｍｂｙｓｉｎｇｌｅｈｏｌｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｆｒｏｍ４．４％ｔｏ９５０％ａｎｄｔｈｅｔｏｔａｌＧｒｏｕｐ

定向水力压裂增透技术在矿井瓦斯治理中的应用

定向水力压裂增透技术在矿井瓦斯治理中的应用【摘要】：众所周知，煤矿产业矿井内煤层透气性比较差，瓦斯治理难度很大，有时会出现突发危险，目前来讲我们运用定向水力压裂增透技术来有效解决这一问题，此技术可以对煤层进行有效的增透处理。

在实际施工过程，利用物理定向水力压裂提高了煤层的透气性，使瓦斯抽采速度加快，与以往相比提高了约三分之一，瓦斯治理效果较为明显。

【关键词】：瓦斯抽采；透气性；增透技术；水力压裂；矿井开采越深瓦斯浓度越高，治理工作难度越大，作为生产企业安全性必须作为重点来管理。

依据业内人员数据，全国矿井有95%左右的煤层透气性不达标，我们国内传统负压抽采虽然可以降低部分的瓦斯含量，但不能有效治理，而且时间较长，存在投资较高等问题，因此所以需采取更加有效的方案，增大煤层的透气性，有效降低矿井中瓦斯在空气中占比。

我们采用定向压裂技术，现场应用可以有效提高煤层的透气性，此项技术可以大力推广。

一、简述定向水力压裂增透技术煤矿埋藏位置较深，由于透气性差，因此不够对瓦斯进行彻底的消除，如果瓦斯存在排放不彻底的状况，工作人员在这种环境下工作有可能会发生瓦斯中毒。

而瓦斯在有氧环境下如果达到一定的温度会引发爆炸。

在煤矿作业安全管理工作中瓦斯治理是重中之重，需要给予特别的关注。

水力压裂技术是瓦斯治理技术中较为新型的技术模式。

二、定向水力压裂增透技术的作用水力压裂技术在相当长一段时间的因用和改良后取得了较为理想的瓦斯治理效果。

其技术作用体现在一下几个方面：①有利于燃层透气性的增强，促进瓦斯更快的消散。

煤层在水力压裂技术的作用下会有大量裂缝和孔隙出现，增加开采区域煤层透气性，帮助瓦斯从裂开的细小的裂隙中向地表排出，提高了瓦斯排出的安全性，使开采环境的安全性获得保障；②煤层的强度降低。

应用此技术会有效增加燃层的含水饱和度，降低整体煤矿的结构强度，使得煤层更容易被开采，煤矿作业的安全性提高；③瓦斯作用力得到消减。

瓦斯干煤层环境中透气性和流通性较低，因此在不同强度的煤层间瓦斯含量也相差很大，倘若不同煤层在开采作业使突然连通，会涌出大量的高浓度瓦斯，对煤层的稳定性造成严重的威胁，甚至瓦斯浓度加高会增加爆炸的可能性，使得开采人员的生命安全无法得到保障。