水力压裂技术在矿井突出治理中的应用
水力压裂技术在采矿工程中的应用与效果分析
水力压裂技术在采矿工程中的应用与效果分析水力压裂技术是一种通过注入高压水剂以及固体颗粒，将岩石破碎并形成裂缝的技术。
它主要用于提高油气和水资源的开采效果，优化采矿工程。
本文将对水力压裂技术在采矿工程中的应用以及效果进行分析。
首先，水力压裂技术在油气开采中的应用是十分广泛的。
通过将高压水剂注入油气储层，可有效地把岩石破碎，并形成裂缝网络。
这些裂缝能够提供更大的储层表面积，从而增加开采区域的有效渗透面积。
此外，水力压裂技术还能改善储层连通性，提高油气的采集效率。
通过合理的施工设计和操作方式，可以实现裂缝的指向性扩展，进一步提高采收率。
其次，水力压裂技术在水资源开采中也发挥了重要作用。
在富水储层中，水力压裂技术能够有效地提高开采率和注水率，实现更加稳定的水资源供应。
通过水力压裂，可增加储层渗透率，加大水井的产能。
此外，水力压裂技术还可应用于地下水资源的开采，提高井水量，满足农田灌溉、城市供水等需求。
水力压裂技术在采矿工程中的应用效果也是显著的。
首先，它能够大幅度提高采收率。
通过水力压裂，可以将原本无法开采的储层有效开发，并提高采取比。
这不仅能够增加产量，还能够提高采矿效益。
其次，水力压裂技术能够增加开采井的产能，提高油气或水的产量。
这对于地下资源开采公司来说，将是一项重要的利润增长点。
此外，水力压裂技术还能够改善储层的物理性质，提高油气或水的流动性，进一步提高开采效果。
然而，水力压裂技术在应用过程中也存在一些问题。
首先，水力压裂施工成本较高，涉及到固体颗粒和高压水剂的注入，需要专业的设备和技术人员，这增加了成本投入。
其次，施工过程对环境的影响较大，可能导致水资源的浪费、地下水表面化、地震等现象。
因此，在应用水力压裂技术时，需要制定相应的环保措施，以减少环境影响。
综上所述，水力压裂技术在采矿工程中的应用与效果是非常显著的。
它能够提高油气储层的采收率，增加水资源的开采量，改善采矿工程效果。
然而，在应用过程中也需要注意环境保护和成本控制等问题。
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作者简介：康㊀宇（１９８１－），男，河北保定人，硕士研究生，工程师，研究方向：瓦斯治理㊂康㊀宇（晋中市煤炭规划设计研究院，山西晋中０３０６００）摘㊀要：煤矿开采条件十分恶劣，在井下作业时井下瓦斯浓度较高，加上开采时煤层因透气性影响在透气性无法达到理想效果时便会使瓦斯含量增大，影响煤矿开采的安全性㊂随着煤层深度的增大瓦斯的含量也会越来越高，从而为提升煤矿开采的危险性㊂为保证煤矿开采的安全和稳定，降低煤矿开采风险度，有必要对水力压裂技术进行研究［１］㊂关键词：水力压裂技术；煤矿；瓦斯治理；应用中图分类号：ＴＤ７１２文献标识码：Ａ文章编号：２０９６－２３３９（２０２０）０２－００５１－０３ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｈｙｄｒａｕｌｉｃｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｇａｓｃｏｎｔｒｏｌｏｆｃｏａｌｍｉｎｅＫＡＮＧＹｕ（ＪｉｎｚｈｏｎｇＣｏａｌＰｌａｎｎｉｎｇａｎｄＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｊｉｎｚｈｏｎｇ０３０６００，Ｓｈａｎｘｉ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｍｉｎｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｒｅｈａｒｓｈ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｉｎｔｈｅｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｗｈｉｌｅｔｈｅｇａｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｉｓｈｉｇｈ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｃｏａｌｓｅａｍｉｎｃｒｅａｓｅｓｔｈｅｇａｓｃｏｎｔｅｎｔｗｈｅｎｔｈｅｇａｓｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｃａｎｎｏｔａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｄｅｓｉｒｅｄｅｆｆｅｃｔｄｕｅｔｏｔｈｅｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｃｏａｌｓｅａｍｄｕｒｉｎｇｍｉｎｉｎｇ，ｗｈｉｃｈａｆｆｅｃｔｓｔｈｅｓａｆｅｔｙｏｆｃｏａｌｍｉｎｉｎｇ．Ａｓｔｈｅｄｅｐｔｈｏｆｔｈｅｃｏａｌｓｅａｍｉｎｃｒｅａｓｅｓ，ｔｈｅｇａｓｃｏｎｔｅｎｔａｌｓｏｂｅｃｏｍｅｓｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙｈｉｇｈ，ｔｈｕｓｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅｒｉｓｋｏｆｃｏａｌｍｉｎｉｎｇ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｎｓｕｒｅｔｈｅｓａｆｅｔｙａｎｄｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｃｏａｌｍｉｎｉｎｇａｎｄｒｅｄｕｃｅｔｈｅｒｉｓｋｏｆｃｏａｌｍｉｎｉｎｇ，ｉｔｉｓｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｙｄｒａｕｌｉｃｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｃｏａｌｍｉｎｅ；ｇａｓｃｏｎｔｒｏｌ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ㊀㊀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㊂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㊂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㊂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［１］㊂１㊀水力压裂技术概述水力压裂技术是煤矿治理中常见的技术之一，具有改善煤矿环境，平衡瓦斯含量的作用，从而可降低煤矿瓦斯爆炸事故发生的概率，提升煤矿开采的安全性㊂该技术主要被用来治理煤矿开采中的瓦斯问题㊂在透气性较差的煤层中煤矿中的瓦斯容易溢出，水力压裂技术可治理这些泄漏的瓦斯，降低煤矿中瓦斯的含量，从而降低煤矿瓦斯爆炸事故发生的概率㊂水力压裂技术在煤层瓦斯治理时可同时增加煤层的透气性，从而减少煤矿瓦斯泄漏的可能㊂现阶段，该技术主要被用在原生态煤层结构的瓦斯治理中，工作原理是以水力为动力源，使煤体裂缝之间保持畅通㊂这是因为采用了高于地层滤失速率的水排量，且高于地层破裂实际压力，所以在煤层开采时每一个级别都能产生一定程度的流体压力，煤层空间在膨胀力的作用下使煤层具有一定的延伸性㊂这样煤层在产生裂缝以后就能相互连通，使缝隙之间互相贯通，相应的会增大煤矿储层含量，提高采井间１５ 第３５卷第２期２０２０年４月资源信息与工程Ｖｏｌ．３５ɴ２Ａｐｒｉｌ２０２０的连通性㊂不过水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中应用时，需要保证该煤矿具有水力压裂作用的条件，比如达到标准的压力值㊁水力排量值等㊂另外需规定水力压裂的泵注程序，使每个煤层中都有相配置的封孔技术并采取了相应的保护措施㊂２㊀水力压裂技术在煤矿应用中的多重效应２．１㊀降低煤矿瓦斯事故，改善开采环境第一，为减少瓦斯事故，需要封锁煤层中的瓦斯，确保其留在煤层中而不溢出，确保原本吸附态的瓦斯变成了游离态瓦斯，如此有助于瓦斯涌出量的减少和更好地进行散放㊂第二，该技术在应用时会出现大量裂缝，而裂缝的存在使煤层透气性显著提高，使其有效散发而不是突然的涌出㊂第三，该技术的应用有助于改变煤层结构的强度，使煤层含水饱和度增加，可有效降低煤层单轴抗压抗拉强度，使煤层开采难度下降，从而提升煤矿开采整体的安全性㊂第四，该技术的应用还可以增强煤层结构的地应力场，使煤层结构能长期处于平衡，避免煤层结构出现应力太大导致煤矿中瓦斯处于不平衡状态而发生涌现㊂第五，煤矿中瓦斯会经常处在不均匀㊁不平衡的状态，这时煤层之间瓦斯含量，以及和其他物质的比例会长期处于变化状态中，当差异过于明显瓦斯过于集中时就会增大涌出的概率，加大瓦斯爆炸的可能性㊂而应用了水力压裂技术以后，可使煤层中瓦斯的含量能从高压力值区域向低压力值区域发展，这样瓦斯能发生作用的条件减少，就会降低瓦斯爆炸的可能㊂第六，水力压裂技术的应用也有降尘的作用，比如抑制煤矿开采时扬尘的概率，从而可提升煤矿开采环境的安全，比如改善了煤矿开采的环境，不仅可减少瓦斯爆炸还能保护操作人员的安全㊂因为煤矿开采环境本身就比较复杂，开采人员长期在恶劣环境下不仅会降低工作效率，还会对身体健康甚至生命构成威胁㊂而水力压裂技术的应用，能有效改善煤矿环境，为煤矿作业人员提供一个相对友好的环境㊂２．２㊀增透效应通过水力压裂有助于增加煤层之间的透气性，确保煤层裂缝出现良好的增压效果，且有助于裂隙长度的有效延长㊁拓展，致力于煤层增透效应的显著提升㊂随着开采深度的进一步加大，生产环境越来越复杂，煤层的透气性也越来越差，瓦斯不能有效地释放导致浓度日益提高，而水力压裂技术的应用可以在煤层表面增加更多缝隙，延长分析长度，增强煤层透气性，使对煤矿井下瓦斯的处理有了更多选择的方式㊂２．３㊀抑制突出，延长抽采时间煤层瓦斯分布呈非均匀状态，在相邻两个煤层之间瓦斯压力也显著不同㊂而在经过水利压裂技术应用以后，瓦斯量和应用之前对比明显减少㊂同时瓦斯抽采孔也发生了改变，本来可能要花费一周的时间，而在经过压裂操作以后需要花费的时间延长，可能变成一个月甚至更久，说明在水力压裂技术应用以后可有效提升抽采量㊂同时该技术的应用可不断增加煤层之间的含水量和饱和度，降低了抗拉和抗压强度，可为煤层开采降低难度，提高日抽采量，提高抽采效果㊂３㊀水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的具体应用分析３．１㊀应用原理在煤矿瓦斯治理中应用水力压裂技术，发生作业的关键条件之一是煤矿中必须要有高压水，在高压水中还要有砂子材料形成混合液体进入煤层缝隙中㊂随着混合液体的进入，使煤层产生更大裂缝，液体的高压作用下进入煤层裂缝后砂子便会留在缝隙中，这些留在缝隙中的砂子具有支撑性作用，在这个过程中可避免缝隙闭合在一起，从而能保证煤层的透气性，使瓦斯可以从煤层中均匀有效地散发而避免了突然涌现㊂煤矿在开采时在外力条件作用下也会产生裂缝，但是受到地质地形等的影响，不同煤矿的煤层其畅通性也不同，这时需利用水力压裂技术来保证煤层的透气性，在高压作用下可通过打钻的方式往煤层中注入高压水，水体在高压作用下进入煤层地质㊂高压作用越大，水力压力越大，在水力作用下在煤层内产生支撑作用㊂３．２㊀整体优化单井压裂技术作为水力压裂技术的核心，已经被广泛应用到多个煤矿瓦斯治理当中，特别是大型煤矿油田，该技术的应用能够整体优化煤矿瓦斯治理，将其最优效果充分发挥出来㊂在进行整体优化的过程中需要对煤层进行分割，使其他参数全部覆盖，使煤层缝隙指标在长度㊁深度等方面产生变化㊂然后根据煤层缝隙大小㊁导流参数的设计来合理应２５第３５卷康㊀宇：水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的应用第２期用水力压裂技术㊂在现场可进行瓦斯治理模拟，对高压水进入煤层缝隙的现象进行仿真模拟和试井研究㊁实验室研究等，从而提高该技术在煤矿瓦斯治理中的效果㊂３．３㊀方位布井在利用水力压裂技术进行煤矿瓦斯治理时，方位布井指的是进行开采井的规划，研究煤层水力缝隙之间的关系，明确水力压裂技术应用目标，从而提高瓦斯治理效果㊂方位布井时，首先要得到现场各方面的信息，在布置好现场稀井网以后分析瓦斯煤层中的地应力场，然后分析瓦斯煤层中的最大应力方向㊂因为在煤层开采中所产生的裂缝大小不一且方向变化很大，因此为保证水力压裂技术在煤层中瓦斯治理的应用效果，需根据煤层瓦斯裂缝实际对方位布井进行设计，同时了解两者之间的关系，有效匹配水力缝隙和方位布井关系，提高水力压裂技术的应用效果㊂３．４㊀水力压裂重复性是水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中应用时的另一大特点，可提升煤矿瓦斯治理的效率和质量㊂一般来说，水力压裂技术中的选层选井技术需结合模糊逻辑理论来综合考量，重复性水力压裂技术的应用可在现场选择煤层和矿井模型，结合现场指定合理的水力压裂技术应用方案㊂应用重复性水力压裂技术可预测应力场的变化，通过模型研究可在模型中输入多个煤矿地应力场，并以预测的结果为依据设置应力场中的矿井距离㊁水力压裂时间和原水平主应力差等，然后在变化规律越来越明显后可安排重复性水力压裂技术来降低煤矿瓦斯事故发生的风险㊂４㊀水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的应用实案例［２］㊀㊀某煤矿长期存在瓦斯突出矿井的问题，在多次水力压裂实施以后将每次注水量控制在１００ ２３０ｍ３之间，将作业压力控制在１７ ３５ＭＰａ之间，发现经过水力压裂作用后所对应的瓦斯抽采情况明显改善，提高了实际的抽采效率，水力压裂作业甚至可以影响作业外的抽采孔㊂从所获得的数据明显可以发现水力压裂作业可明显提高煤矿瓦斯抽采速度，提高煤矿瓦斯治理的效率㊂表１㊀水力压裂技术在瓦斯治理中前后数据对比分类单孔瓦斯浓度／％单孔瓦斯流量／（ｍ３㊃ｍｉｎ－１）抽采瓦斯总量压裂前４．５０．００５２３８．８压裂后９６．１０．０７６１４０５．５提高倍数２１．４１５．２５．９５㊀结语本文对水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的工作原理㊁作用和具体应用进行了分析㊂随着水力压裂技术的成熟，该技术对于煤矿瓦斯治理非常有效，不但可增加煤层透气性而且还能降低煤层瓦斯含量，改善煤矿作业环境，减少煤层瓦斯事故发生概率，同时也为煤矿开采提供了一个相对友好的环境㊂参考文献：［１］㊀王㊀垠．煤矿安全事故原因及防范措施探析［Ｊ］．资源信息与工程，２０１９（１）：５４－５５．［２］㊀李㊀阳，郭立稳，张嘉勇．水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的应用［Ｊ］．科技创新与应用，２０１８（１０）：１７４－１７５．３５第３５卷资源信息与工程第２期。
浅谈水压预裂技术在煤矿井下的实用
浅谈水压预裂技术在煤矿井下的实用摘要：随着煤矿对安全管理的目标越来越高，各种安全生产技术不断的改进和创新，其中采煤工作面初放期间顶板弱化处理、缩小初采初放顶板垮落步距的工作尤为重要，高压水力压裂技术对于工作面初采初放致裂效果好，可以有效保障工作面的初放安全。
关键词：煤矿综采；顶板弱化处理、缩小初放顶板垮落步距；高压水力压裂技术煤矿综采工作面在初次开采期间，顶板的初次来压步距往往较大，来压时有明显的动力现象，常造成支护设备损坏，危及人身安全等恶性事故。
因此工作面顶板弱化处理、缩小初采初放顶板垮落步距的工作尤为重要，目前传统的炸药爆破措施安全隐患大，而高压水预裂技术对于工作面初采初放安全有效，经济成本低，致裂效果好，优势明显，可以有效保障工作面的初放期间的安全生产。
1、高压水预裂技术分析高压水预裂技术是使用高压注水泵通过钻孔向煤、岩层压入高压水，以高压水冲压破坏煤体、岩体结构，使煤、岩层内产生裂缝，其原理是借助高压水通过钻孔向煤岩体注入，克服最小地应力和煤岩体的抗拉强度，在煤岩层内各弱面的壁面产生劈裂或支撑作用，使之发生张开、扩展和延伸，从而对煤层形成内部分割，产生或增加的裂隙能有效缩短煤岩层的破断距，从而实现缩短工作面初采初放来压步距的目的；且高压水预裂技术对坚硬顶板的控制有着非常明显的效果，主要表现在压裂和软化两个方面，从而削弱顶板的强度和整体性，使采空区顶板能够分层分次垮落，缩短初次来压和周期来压步距，有效的避免了顶板大面积来压造成的危害，已在生产实践中显示出良好的技术经济和社会效益。
2、高压水预裂实例应用该矿520106-2工作面倾角1°-4°，平均倾角2°，直接顶为中～细粒砂岩，厚度2.30-7.60m，平均厚度5.4m。
基本顶为细砂岩，厚度1.13-5.78m，平均厚3.07m。
工作面安装前，在切眼内向顶板打钻孔进行水压预裂。
2.1水压预裂技术2.1.1高压水预裂钻孔布置及参数选择1、钻孔压裂高度（层位）确定根据5-2煤厚以及520106-2工作面设计开采高，结合上覆岩层分层特性，最大预裂高度控制在15m左右，在具体水力压裂过程中可以有针对性的进行预裂，以达到更好的压裂效果。
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。
水力压裂技术在矿井坚硬顶板控制中的应用
299随着，矿井采掘深度的不断延伸，在开采顶板坚硬煤层时，由于顶板难垮落，易形成大面积的悬顶，而悬顶的存在使得巷道围岩变形研究，一旦悬顶无法承载覆岩重量发生垮落则会造成较大的冲击波，严重威胁矿井的安全生产，针对坚硬顶板我国常见的治理方法多为爆破切顶，通过在坚硬顶板中转孔爆破达到顶板的预裂效果。
水力压裂技术是一种通过高压注水从而达到预裂顶板的一种技术手段，较传统爆破切顶工作面顶板初次垮落步距与周期来压步距有所减小，且来压强度低，施工成本低等优点。
本文以霍宝干河矿2-216工作面为工程背景，对工作面顶板难垮落的问题进行分析研究，以保证工作面的安全回采，同时也为矿井地质条件相类似工作面的坚硬顶板治理提供参考与借鉴。
1 矿井概况霍宝干河矿位于临汾市洪洞县堤村乡干河村，井田面积35.56km 2，矿井生产能力为210Mt/a，霍宝干河矿2-216工作面位于+80水平一采区，平均埋深470 m，为倾向长壁式开采。
由于2-216工作面走向长度为560m，主采煤层为2#煤层，煤层平均厚度为3.75m，煤层的平均倾角为9°，煤层整体较为稳定。
工作面埋深较浅，顶板整体岩性坚硬，难垮落，易形成悬顶，为了保障工作面的安全开采，需要对工作面顶板进行治理，在经过充分考虑后选定采用水力压裂切顶技术。
2 数值模拟构建利用数值模拟对水力压裂参数进行研究，选用abaqus数值模拟软件进行模拟，考虑到坚硬顶板面积较大，在一定程度上可以简化为有限个小单元，所以模型建立为尺寸为20m×20m的正方体，在模型中间施加钻孔，钻孔的直径为50mm，对模型进行网格划分，在进行网格划分时，充分考虑模型的计算精度及计算时间，在模型靠近钻孔位置进行细划分，单元格尺寸为1cm×10cm，在距离钻孔较远段适当粗划分，单元格尺寸为0.2mm×0.2mm，完成模型网格划分后对模型进行物理参数设定，将模型整体物理参数设定为砂岩参数，在模型的钻孔内部设定注水点，对模型的边界条件进行设定，固定模型四边的位移，在模型的垂直方向施加最大水平主应力，在模型的水平方向施加最小水平主应力，固定最大水平主应力为8MPa，通过改变最小主应力以此来达到改变应力差，完成模型的建立。
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４ ６ 煤 煤 ． ７～１ ６ ， ｍ ５． 平均 厚 ８ ６ ｍ ． 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 ８ ０ 。 采 二 １ 层 为 难 抽 煤 层 （ 气 性 ０ｍ 所 煤 透 系数 ０ ０ ～０ ０ ５ ．３ ． ４ ｍｄ， 百米 钻 孔 抽 放 量 一 般为 ０． ｌ ｍ３ ｈ ． ｎ ， ０ ８ 矿 井 瓦 ０ ７ ／ ｍ ｍｉ ） ２ ０ 年 斯 鉴 定 结 果 瓦斯 绝 对 涌 出 量 为 ７ １ ｍ ２． ０ ／ ｍｉ 相 对 瓦 斯 涌 出 量 为 ２ ８ ｍ 。目前 ｎ， ９． ０ ／ｔ 实 测 得 最 大 瓦 斯 含 量 为 ｌ ４ ｍ ／ ， 高 ６． ８ ｔ 最 瓦 斯 压 力 为 １ ６ ａ 一３ Ｏ 、 压 力 ） 如 ． ＭＰ （ ９ ｍ 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 ： ２ ４ １ 中巷 以 南 ｌ ９ 在 ｌ３ 集 ２ ｍ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 ３ ｍ， ５ 穿煤 １ｍ， ５ ｍ） ７ 共 ２ 。 下 ， 矿 在 井 下２ ４ １ 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 ０ ５ 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 ～２ ｍ， 运 输 克 最 小 主 应 力 和 煤 岩 体 的 破 裂 压 力 ， 宽 并 顺 槽 ２ ３ ｍ 。 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
高压水力压裂技术在突出煤层井下应用分析
高压水力压裂技术在突出煤层井下应用分析摘要：针对平顶山矿区单一低渗透突出煤层透气性差、钻孔瓦斯抽放难的特性，研究分析了井下高压水力压裂钻孔壁四周应力分布、裂缝启裂机理。
在压裂过程中，结合井下特殊生产环境的要求，优化设计清水重复压裂施工工艺，有效改善了压裂目标层的透气性能，使其钻孔瓦斯抽放流量成倍增加，增透效果明显。
关键词：高压水力压裂低渗透性煤与瓦斯突出清水重复压裂水力压裂技术是改造低渗透油、气储层使其达到工业性开采的经济有效的手段之一。
20世纪70年代，该技术被引入到美国圣胡安盆地的煤层气开采中，取得了显著的效果，随后逐渐发展为煤层气储层改性的首选技术。
同期国内一些煤矿（如抚顺龙风矿、湖南白沙红卫矿和里王庙矿、焦作中马村矿）也先后进行了水力压裂试验工作。
目前水力压裂技术与其它学科交叉、渗透，建立了新的压裂与开发的理念和方法，由过去简单的水力压裂发展到当前的控制压裂，是广泛应用于改造低渗透石油、天然气、煤储层的常规技术。
平顶山矿区是我国重要的煤炭生产基地之一，矿区煤层瓦斯地质赋存条件复杂，瓦斯含量高，瓦斯压力大，煤层透气性差，是国内煤矿瓦斯灾害威胁最严重的矿区之一。
由于矿区单一低渗透突出煤层分布广泛，瓦斯抽采难度很大。
近年来，为了有效改善单一低渗透突出煤层的渗透性，水力压裂增透技术也被引进到突出矿井的瓦斯治理工作中，已先后在矿区多对突出矿井进行了井下实验，取得了初步效果。
本文综合分析平煤股份十二矿井下高压水力压裂技术的应用情况，期望在突出矿井的井下高压水力压裂技术研究工作方面进行有益探索。
一、试验地点概况平煤股份十二矿己15-17200综采工作面位于矿井己七采区中部。
工作面倾斜长度为230m，可采走向长度750m，可采储量73万t，煤厚3～3.5m，煤层容重 1.31t/m3，煤层倾角15～30°，工作面煤层瓦斯压力 2.85MPa、瓦斯含量20.3m3/t，属于严重突出危险工作面。
二、井下高压水力压裂技术应用根据己15-17200综采工作面煤层瓦斯压力大、含量高、煤层透气性差的实际情况，为有效提高钻孔瓦斯抽采效果，经过对比分析确定采用井下高压水力压裂技术，最大限度提高煤层透气性，提高钻孔瓦斯的抽采能力。
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。
水力压裂技术在煤矿瓦斯治理方面的应用
水力压裂技术在煤矿瓦斯治理方面的应用作者：李友彬来源：《智富时代》2019年第05期【摘要】对于水力压裂技术的应用可以改善煤矿瓦斯治理的环境，平衡瓦斯治理的过程，提高煤矿瓦斯治理的安全性。
基于此，本文首先将分析水力压裂技术的原理与工艺，然后阐述水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的具体应用的相关内容。
【关键词】水力压裂技术；煤矿瓦斯治理；原理；应用在煤矿开采的过程中，煤层非常容易受到透气性的影响，在煤层的透气性不能达到理想效果的时候就会导致瓦斯含量的大幅度增加，从而也就提高煤矿开采的危险系数。
一般情况下，瓦斯的含量会随着煤层深度的提高而增加，所以，要想减少煤矿开采过程中瓦斯事故的发生率，就必须要加强对水力压裂技术的应用力度，以此来保证煤矿开采工作的安全和顺利推进。
一、水力压裂技术原理及工艺1.1水力压裂技术原理水力压裂是地面煤层气开发的一项常规技术，适用于原生结构的煤层，其实质是以水作为动力，使煤体裂隙畅通，以大于地层滤失速率的排量及大于地层破裂压力的压力，使煤层各级弱面内通过对弱面面壁产生流体压力，从而产生空间上的膨胀，促使该弱面发生继续扩张和延伸，进而破裂形成裂缝，并相互连通，形成贯通网络，以增加储层与抽采井的联通能力。
1.2煤矿井下水力压裂相关工艺水力压裂技术有工作面顺层压裂、沿煤层端头压裂、高抽巷压裂、底抽巷压裂等，如图1所示。
二、水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的应用2.1原理分析。
水力压裂技术治理煤矿瓦斯时需要使用高压水，高压水中要混合大量的砂子材料，形成混合液体后灌入到煤层缝隙内，促使煤层产生更大的裂缝，混合液进入到空隙后，砂子会遗留到孔隙内，砂子具有支撑的作用，支撑煤层缝隙的过程中防止缝隙重新闭合到一起，提升煤矿的透气性能，促使瓦斯能够快速从煤层中抽离。
【1】煤矿开采的过程中会产生大量的裂缝，考虑到地质以及煤层地质的变化影响，不同煤矿煤层的通畅性有着明显的差异，此时就要采用水力压裂技术来提升煤层的透气性，辅助瓦斯抽离。
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。
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。
水力压裂技术在严重突出煤层的应用
２１ ０ ２年 第 ２ ２期 （ 总第 ２ ９期 ） ２
鸯 睇煮 煮
（ｍａＮＮ． Ｃ ｕｉｙ２ １ ｕ ｌｅ．２２ ｔｔＯ０ ｖ ２ ２９） Ｏ２
．
水力压裂 技术在严重 突出煤层 的应用
徐 铁 托
（ 中国平 煤神 马 集 团十二 矿 ， 南 平顸 山 ４ ７ ０ 河 ６ ０ ０）
１ ２ ０ 风 巷 标 高 …５ ７ ０进 ７ ６
５ ｌｌ 对 应 地 面 Ｉ ５ ｌ ，
标 高１ ０ ２ Ｏ ９ ～ ３ ｍ，垂 深 ７ ｌ ７ ｍ 间 。 己 煤 ４～ ９ 之 ７
层 产 状 １ ５ ０。 ８ ２ 。，煤 厚 ３ ． ｍ ～ ０ ～３ ７ ，瓦 斯 压
力 ２ １ Ｐ ，原 始 煤 层 瓦斯 含 量 ２ ． ５ 。 ｔ 己 ．Ｍ ａ ４ ３ ｍ／ 。
一
１ ２ ０ 风巷 位 于 己】 ｌ ２ ０ 风 巷 上部 ３ ｍ ７ ０进 ４ ７０进 一 ０，
己１ １ ２ ０ 风 巷与 己】 １ ２ ０ 风巷 层 间距 为 ４ ７０进 — ５ ７０进 —
１ ～１ ｍ ２ ４ ，两巷 内错布 置 。
现有 裂 隙后 ，水流 动受 到阻碍 ，由于煤 体渗 透性较 低 ，水流 量 降低 ，压力 增高而 积蓄 势 能； 当积蓄 的
下 降 ，压 力 上 升 。 己 一ｌ ２ ０ 风 巷 采 用水 力 压 ７０进
煤矿水力压裂总结报告
煤矿水力压裂总结报告摘要本报告对煤矿水力压裂技术进行了总结和分析。
水力压裂是一种利用高压水将裂缝注入煤层，以增加煤层透气性的技术。
通过实践和研究，我们总结出水力压裂在煤矿开采中的优势和应用情况，并对其未来发展进行了展望。
引言煤矿水力压裂技术是一种有效的煤层开采工艺，在近年来得到了广泛的应用。
水力压裂可以增加煤层渗透性，提高瓦斯抽采效果，降低煤层爆炸的风险。
本文将对水力压裂技术的原理和应用进行深入探讨，并总结实际应用中的经验和问题。
1. 水力压裂技术原理水力压裂技术是利用高压水将裂缝注入煤层，以增加煤层透气性的方法。
通过将高压水注入煤层，可以产生裂缝，改变煤层渗透性并提高瓦斯抽采效果。
水力压裂技术主要包括以下几个步骤：1.确定水力压裂层位：根据地质勘探和矿井实际情况，确定适合水力压裂的煤层层位。
2.配制压裂液：选择合适的压裂液，调配出符合要求的压裂液。
3.建立压裂系统：布置压裂泵、管道和阀门等设备，建立完整的压裂系统。
4.进行水力压裂：将高压液体通过压裂系统注入煤层，产生裂缝并提高煤层渗透性。
5.监测裂缝扩展情况：使用地下测量技术监测裂缝的扩展情况，评估压裂效果。
2. 水力压裂技术在煤矿开采中的应用水力压裂技术在煤矿开采中有着广泛的应用。
主要包括以下几个方面：2.1 提高煤层透气性水力压裂技术可以改变煤层的渗透性，提高煤层的透气性。
通过增加煤层的透气性，可以提高瓦斯抽采效果，降低煤矿瓦斯爆炸的风险。
2.2 提高煤矸石开采效率煤矸石是煤矿开采过程中产生的一种废弃物，水力压裂可以提高煤矸石开采效率，并减少对地下水的污染。
2.3 降低煤层开采难度部分煤矿存在煤与矸石夹层的情况，煤矿开采难度较大。
水力压裂技术可以破坏煤与矸石的结合，降低开采难度。
2.4 提高煤层开采率水力压裂技术可以促使煤层裂缝扩展，提高煤层的开采率。
通过水力压裂，可以有效利用煤矿资源，提高矿井的经济效益。
3. 水力压裂技术的优缺点水力压裂技术有着一些优点，但同时也存在一些不足之处。
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。
深孔水力压裂技术在突出煤层中的应用
径 ｌ０ｍ 孔 深 ６ 下 帮钻场施 工 １ 观察孔 ， １ ｍ， ２ｍ， 个 直
径 １０ｍ 孔 深 ７ １ ｍ， ５ ｍ。钻 孔 均 平 行 于 巷 道 掘进 方 向 。具 体布置 方法 如 图 １所示 。
１ 工 作 面 概 况
２ 深 孔水 力压 裂
（ ） 验 设 备 。压 裂 泵 选 用 Ｂ Ｗ２ ０ ３ ． １试 Ｒ ０ ／ １５乳 化 液 泵 ， 称 流 量 ２ ０ Ｌ ｍ ｎ 公 称 压 力 ３ ． ａ 公 ０ ／ ｉ， １５ ＭＰ ，
后 ， 内部 出现众多 且延伸 很远 的裂缝 ， 其 使煤 体 内瓦
斯 的 弹性 能得 到释 放 ， 瓦斯 压 力 及 瓦斯 含 量 得 到 降
提 高 了掘 进速 度 ， 到 了突 出煤 层 工作 面 快速 消 突 的 目的 ， 证 了综 采 面 的 安全 高效 生产 。 达 保
关键词 ： 孔水力压裂 ； 深 卸压 增 透 ； 出煤 层 突 中 圈分 类 号 Ｄ Ｉ ． Ｔ ７３ ３ 文 献 标 识 码 ： Ｂ 文章 编 号 ：０ ３— ５ ６ ２ ｌ 】 Ｏ一 １９— ２ １０ ０ ０ （０ １ ０ ０ ０ ０
电机 功 率 １５ ｋ ２ Ｗ。选 用 Ｒ ２ ０ １ Ａ乳 化 液 箱 、 Ｘ ０／６ 高 压水 管及 ５ ｍ无缝 钢管 。压 裂孔 封孔 采用 Ｚ Ｓ ０ｍ Ｆ 型水力 自动 封 孔 煤 层 注水 器 。该 注水 器 长 ２ ｍ， 直
径 ７ ５ｍｍ， 压 可 达 ３ ａ 耐 ０ＭＰ 。 （ ） 裂孔 布 置 。在 掘 进 面 布 置 的压 裂 孔 ， ２压 直
收 稿 日期 ： ０ ０— ７— ７ ２ １ ０ ０
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。
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。
水力压裂技术在煤矿瓦斯治理方面的应用
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： Ｔ Ｄ ７ １ ２ 文献标志码： Ｃ 网络出版时间： ２ ０ １ ５ － ０ ４ － ０ ９０ １ ： １ １ 网络出版地址： ｈ ｔ ｔ ｐ ： ／ ／ ｗ ｗ ｗ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｎ ｅ ｔ ／ ｋ ｃ ｍ ｓ ／ ｄ ｅ ｔ ａ ｉ ｌ ／ ５ ０ ． １ ０ ６ ２ ． Ｔ Ｄ ． ２ ０ １ ５ ０ ４ ０ ９ ． ０ １ １ １ ． ０ ２ ２ ． ｈ ｔ ｍ ｌ
Ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｏ ｆ Ｈ ｙ ｄ ｒ ａ ｕ ｌ ｉ ｃＦ ｒ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇＴ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙｉ ｎＣ ｏ ａ ｌ Ｍｉ ｎ ｅＧ ａ ｓ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ
１ ， ２ Ｃ Ｈ Ａ Ｎ ＧＬ ｉ ｍ ｉ ｎ ｇ
（ １ ． Ｓ ｔ ａ ｔ ｅ Ｋ ｅ ｙＬ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙｏ ｆ Ｇ ａ ｓ Ｄ ｉ ｓ ａ ｓ ｔ ｅ ｒ Ｍ ｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇａ ｎ ｄＥ ｍ ｅ ｒ ｇ ｅ ｎ ｃ ｙＴ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，Ｃ ｈ ｏ ｎ ｇ ｑ ｉ ｎ ｇ４ ０ ０ ０ ３ ７ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ．Ｃ ｈ ｉ ｎ ａＣ ｏ ａ ｌ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙａ ｎ ｄＥ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇＧ ｒ ｏ ｕ ｐＣ ｈ ｏ ｎ ｇ ｑ ｉ ｎ ｇＲ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈＩ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ，Ｃ ｈ ｏ ｎ ｇ ｑ ｉ ｎ ｇ４ ０ ０ ０ ３ ９ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ） Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｉ ｎｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏｅ ｎ ｈ ａ ｎ ｃ ｅｔ ｈ ｅｇ ａ ｓ ｐ ｅ ｒ ｍ ｅ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙｏ ｆ ｃ ｏ ａ ｌ ｓ ｅ ａ ｍ ｓ ａ ｎ ｄｉ ｍ ｐ ｒ ｏ ｖ ｅｇ ａ ｓ ｄ ｒ ａ ｉ ｎ ａ ｇ ｅｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ，ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈａ ｎ ｄａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ｅ ｗ ｅ ｒ ｅ ｃ ａ ｒ ｒ ｉ ｅ ｄｏ ｕ ｔ ｏ ｎｔ ｈ ｅ ｈ ｙ ｄ ｒ ａ ｕ ｌ ｉ ｃ ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｉ ｎｍ ａ ｎ ｙ ｃ ｏ ａ ｌ ｍ ｉ ｎ ｅ ｓ ． Ｉ ｎｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ， ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ａ ｎ ｄｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｈ ｙ ｄ ｒ ａ ｕ ｌ ｉ ｃｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙｗ ｅ ｒ ｅｄ ｅ ｓ ｃ ｒ ｉ ｂ ｅ ｄａ ｎ ｄａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓｗ ａ ｓｍ ａ ｄ ｅｏ ｎｔ ｈ ｅｍ ｕ ｌ ｔ ｉ ｐ ｌ ｅｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｉ ｓｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｉ ｎ ｇｔ ｈ ｅ ｉ ｍ ｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｃ ｏ ａ ｌ ｇ ａ ｓ ｐ ｅ ｒ ｍ ｅ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ，ｔ ｈ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ａ ｌ ｂ ｏ ｄ ｙ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈａ ｎ ｄｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｌ ａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ａ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ．Ｔ ｈ ｅ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｏ ｆ ｔ ｈ ｅｈ ｙ ｄ ｒ ａ ｕ ｌ ｉ ｃｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｓ ｈ ｏ ｗ ｅ ｄｔ ｈ ａ ｔ ｉ ｎＰ ｉ ｎ ｇ ｄ ｉ ｎ ｇ ｓ ｈ ａ ｎＮ ｏ ． １ ０Ｍ ｉ ｎ ｅ ，ｔ ｈ ｅ ｇ ａ ｓ ｄ ｒ ａ ｉ ｎ ａ ｇ ｅ ｔ ｉ ｍ ｅ ｂ ｙ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ ｈ ｏ ｌ ｅ ｅ ｘ ｔ ｅ ｎ ｄ ｅ ｄｆ ｒ ｏ ｍ ｏ ｒ ｉ ｇ ｉ ｎ ａ ｌ ７～ ９ｄｔ ｏ ｍ ｏ ｒ ｅ ｔ ｈ ａ ｎ ８ ０ｄ ， ａ ｎ ｄｔ ｈ ｅ ｇ ａ ｓ ｄ ｒ ａ ｉ ｎ ａ ｇ ｅ ｑ ｕ ａ ｎ ｔ ｉ ｔ ｙ ｂ ｙ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ ｈ ｏ ｌ ｅ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｄ １ ２ ０ｔ ｉ ｍ ｅ ｓ ； ｉ ｎＬ ｉ ａ ｎ ｇ ｂ ｅ ｉ Ｍ ｉ ｎ ｅ ｏ ｆ Ｓ ｈ ｅ ｎ ｈ ｕ ｏ ，ｔ ｈ ｅｇ ａ ｓ ｄ ｒ ａ ｉ ｎ ａ ｇ ｅｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｆ ｏ ｒ ｍ“ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅｓ ｏ ｆ ｔ ”ｃ ｏ ａ ｌ ｓ ｅ ａ ｍｂ ｙｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅｈ ｏ ｌ ｅｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｄｆ ｒ ｏ ｍ４ ． ４ ％ｔ ｏ ９ ５ ０ ％ａ ｎ ｄｔ ｈ ｅｔ ｏ ｔ ａ ｌ Ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
水力压裂技术在矿井突出治理中的应用
作者：桑杰
来源：《科技创新导报》 2011年第18期
桑杰
(河南煤化鹤煤(集团)公司河南鹤壁 458000)
摘要:随着开采深度的不断的延伸,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,利用压裂设备,对有突出危险性的实体煤进行压裂。
经实践表明,水力压裂技术可将煤(岩)体内部
微裂隙扩展使其连同,将煤体内的瓦斯潜能及弹性能得到一定量的释放,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。
这项技术的实施有效的保证了突出煤层区域消突,为在突出危险区的煤层开采提供了一项可行的新措施。
关键词:水力压裂技术矿井治理
中图分类号:TD712 文献标识码:A 文章编号:1674-
098X(2011)06(c)-0049-02
鹤煤集团六矿位于鹤壁煤田东部,可采煤为层二1煤,煤厚4.67～15.6m,平均厚8.67m；六
矿井田为一向东倾斜的单斜构造,断层、褶曲发育,构造煤多且厚度变化剧烈,到井田深部尤其明显,平均倾角20°左右,深部暂定边界标高-800m。
所采二1煤层为难抽煤层(透气性系数0.03～0.045md,百米钻孔抽放量一般为0.017m3/hm.min),2008年矿井瓦斯鉴定结果瓦斯绝对涌出量为72.10m3/min,相对瓦斯涌出量为29.80m3/t。
目前实测得最大瓦斯含量为16.48m3/t,最高瓦斯
压力为1.6MPa(-390m、表压力),如何保证安全生产,是六矿急需解决的问题。
笔者通过现场实践,对高突煤层水力压裂技术进行了研究。
1 水力压裂消突机理
为增加煤层透气性,提高瓦斯抽放效果,从根本上改善六矿的防突条件,在河南省煤层气开发利用有限公司的大力支持下,六矿在井下21431综采工作面开展了水力压裂增加煤层透气性试验。
井下压裂的基本原理就是将压裂液高压注入煤(或岩)体中原有的和压裂后出现的裂缝内,克服最小主应力和煤岩体的破裂压力,扩宽并伸展和沟通这些裂缝,进而在煤中产生更多的次生裂缝与
裂隙,从而增加煤层的透气性。
2 水力压裂消突技术
2.1 压裂注水参数的选择
实施水力压裂措施时,最重要的是各项注水参数选择,它包括压裂孔布置方式、压裂孔孔深、封孔深度、注水时间以及注水压力等。
由于这些参数目前没有固定的计算公式,各项参数都需要通过现场摸索试验来确定。
(1)钻孔布置方式
本次压裂布孔有两个地点,分别为21431工作面和21431集中巷,先开展了工作面的水力压
裂工作,之后进行了集中巷穿层孔水力压裂试验。
地点一:在21431工作面中部布置压裂孔,具体位置为距上顺槽62.5米处(斜距),采用
Ф50mm的钻杆,配Ф75mm的钻头,平行于上顺槽方向,孔深42m,
地点二:在21431集中巷以南129m处,以仰角53°,垂直集中巷上帮向煤体打压裂孔,孔深穿透煤层并见顶板(实际岩孔长35m,穿煤17m,共52m)。
(2)压裂孔封孔深度
本次试验封孔材料采用膨胀速凝水泥,封孔工艺采用注浆泵高压水泥砂浆封孔。
封孔深度在工作面为20～25m,在运输顺槽25～30m。
(3)注水压力
注水压力是所有水力化措施中的重要参数。
若注水压力过低,不能压裂煤体,煤层结构不会发生明显的变化,相当于低压注水湿润措施,短时间内注水起不到卸压防突的作用；若注水压力过高,导致煤体在地应力和水压综合作用下迅速变形,形成突出。
因此,合理的注水压力应该能够快速、有效破裂松动煤体,进而改变煤体孔隙和裂隙的容积及煤体结构,排放煤体瓦斯,达到消突的目的。
(4)压裂时间
压裂时间与注水压力、注水量等参数密切相关,注水压力、流速不同,相同条件下达到同样效果的注水时间也不同。
注水过程中,煤体被逐渐压裂破坏,各种孔裂隙不断沟通,高压水在已沟通的裂隙间流动,注水压力及注水流量等参数不断发生着变化,注水时间可根据注水过程中压力及流量的变化来确定。
根据以往的地面水力压裂和井下水力挤出试验经验,当注水泵压降低为峰值压力的30%左右,可以作为注水结束时间。
注水系统由注水泵、水箱、压力表、专用封孔系统等组成。
注水泵选用额定压力为
31.5MPa、额定流量为400L/min的BRW400/31.5型煤矿用乳化液泵。
为便于操作和控制,注水泵安装有压力表、水表及卸压阀门等附件,水箱容积3m3。
压力表采用YHY60(B)矿用本安型数字压力计和FCH32/0.2矿用本安型手持采集器。
高压管路选用2寸高压胶管和优质无缝钢管,采用快速接头连接。
无缝钢管外径57mm,壁厚6mm,每节长3m。
孔内末段钢管5m开孔,孔径10mm,孔密20孔/米,钢管底部锥形丝堵封口。
如图1所示。
2.2 工作面顺层孔试验
21431工作面及集中巷进行了水力压裂试验。
1首先对2143工作面注水孔进行压裂。
试验开始,试机、试压完好,压力达到6MPa,流量水
表原始数据分别为99980、00018。
经过压裂,本次顺层孔压裂压力最高11MPa,注水量为12.5m3。
顺层孔压裂结束后进入工作面查看,工作面71架至77架位置(距下顺槽约93.75～101.25m)顶板岩石冒落,堆满运输机(压裂孔位于62架,距下顺槽约82.5m),本段有煤壁外移现象。
2.3 2143集中巷穿层孔试验
21431集中巷压裂孔处(距五川129m),单泵进行管路试压,流量水表数据分别为99983.6、00028.1,后停泵,查看管路无问题。
水表数据为10008.9、00030.3,累计注水量21.1m3。
本次穿层压裂压力最高8MPa,注水量为27.5m3。
穿层孔压裂结束后进入工作面查看,下顺槽距五川139m位置(下顺槽大坡度下)上帮出水,分析是穿层压裂孔与断层裂隙导通形成裂隙漏水。
2.4 水力压裂期间上顺槽回风瓦斯涌出情况
利用水力压裂前后21431工作面回风瓦斯传感器监测曲线分析水力压裂期间瓦斯涌出情况。
开始进行水力压裂,之前回风瓦斯浓度约为0.3％,自压裂开始到压裂结束,回风瓦斯浓度自0.4％逐渐上升,浓度稳定在0.5％,瓦斯浓度最大0.74％,到结束时回风瓦斯浓度恢复至0.3％左右。
水力压裂期间,工作面回风风量约为1300m3/min,经计算,水力压裂期间瓦斯涌出量比平时
多涌出约800m3。
2.5 水力压裂试验前后21431工作面瓦斯抽放效果对比
(1)2143下顺槽抽放情况对比
水力压裂前:下顺槽抽放钻孔抽放负压约130mmHg,瓦斯浓度为15％～16％,抽放纯量为
0.5～0.6m3/min。
水力压裂后:下顺槽抽放钻孔负压约为70mmHg,瓦斯浓度在15％～22％,抽放纯量为0.8～
0.9m3/min。
分析:对比水力压裂前后下顺槽瓦斯抽放情况,抽放浓度比原来抽放浓度增加5％～6％,抽
放纯量增加0.3～0.4m3/min,抽放效果明显提高。
(2)2143集中巷抽放情况对比
水力压裂前:集中巷穿层抽放钻孔抽放负压约120mmHg,瓦斯浓度为27％,抽放纯量为
0.15～0.2m3/min。
水力压裂后:集中巷补打了57个穿层钻孔,抽放钻孔负压约为75mmHg,瓦斯浓度在64％～70％,抽放纯量为0.3～0.5m3/min。
分析:对比水力压裂前后穿层钻孔瓦斯抽放情况,抽放浓度比原来抽放浓度增加了约2.5～3倍,抽放纯量增加了1.5～2.5倍,抽放效果明显提高。
尤其是压裂钻孔,浓度最高,衰减最慢,单孔纯量达到0.37m3/min。
其中将集中巷水力压裂孔带抽后,抽放浓度最大(70％左右),抽放纯量最高(约0.5m3/min),衰减相对来说也比较慢,抽放效果较好。
3 综述
(1)21431工作面水力压裂试验是成功的,通过水力压裂试验,增加了煤层透气性,提高了抽放效果,扩大抽放钻孔的影响范围。
(2)在水力压裂后重新补打抽放钻孔期间,喷孔、夹钻、塌孔比压裂之前次数明显降低,有利于抽放钻孔的施工。
(3)水力压裂试验有利于提高抽放效果,有利于区域防突的顺利开展。
(4)利用穿层孔水力压裂比利用顺层钻孔水力压裂效果好,原因岩石封孔效果比煤体封孔效果好,压裂范围大。
(5)水力压裂之后,煤体比较潮湿,不利于抽放钻孔施工的排粉。
参考文献
[1]于不凡,王佑安．煤与瓦斯灾害防治及利用技术手册[S]．北京:煤炭工业出版社,2000.
[2]袁亮．松软低透煤层群瓦斯抽采理论与技术．北京:煤炭工业出版社,2004.
[3]林伯泉,崔恒信．矿井瓦斯防治理论与技术[M]．徐州:中国矿业大学出版社,1998.。