煤矿井下水力压裂技术及在围岩控制中的应用
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。
《2024年豫西软煤围岩水力破裂卸压增透技术研究与应用》范文
《豫西软煤围岩水力破裂卸压增透技术研究与应用》篇一一、引言在豫西地区的煤炭开采过程中，软煤围岩常常因复杂的地下条件而显得十分棘手。
这一地区的煤矿资源面临着多种问题，如围岩压力增大、透水性差等，这不仅威胁了采煤过程的安全性，还影响了煤炭的开采效率。
因此，对豫西软煤围岩进行水力破裂卸压增透技术的研究与运用显得尤为重要。
本文将深入探讨该技术的理论依据、研究方法以及实际应用效果。
二、豫西软煤围岩的特性及挑战豫西地区的煤炭资源丰富，但软煤围岩的特殊性质给采煤工作带来了诸多挑战。
软煤围岩的强度低、透水性差，容易在采煤过程中发生坍塌和突水事故，给矿工的生命安全带来严重威胁。
此外，软煤围岩的复杂性也使得煤炭开采效率大大降低。
因此，如何解决这一难题成为了煤炭行业亟待解决的问题。
三、水力破裂卸压增透技术原理水力破裂卸压增透技术是一种针对软煤围岩的开采技术。
该技术利用高压水力能量对围岩进行破裂，从而降低围岩的压力，提高其透水性。
具体而言，该技术通过向围岩注入高压水，使围岩产生裂缝，释放内部压力，同时增加围岩的透水性，为煤炭的开采提供更加安全和高效的作业环境。
四、技术研究1. 理论依据：水力破裂卸压增透技术基于岩石力学、流体力学等原理，通过科学计算和分析，确定最佳的破裂压力和破裂位置，以达到最优的卸压和增透效果。
2. 实验研究：在实验室条件下，对不同性质的软煤围岩进行水力破裂实验，研究破裂过程中的压力变化、裂缝扩展规律等，为现场应用提供理论依据。
3. 现场应用：将水力破裂卸压增透技术应用于豫西地区的煤矿，通过实地监测和数据分析，评估技术的效果和安全性。
五、技术应用与效果在豫西地区的煤矿中应用水力破裂卸压增透技术后，取得了显著的效果。
首先，该技术有效地降低了围岩的压力，减少了坍塌和突水事故的发生，提高了采煤过程的安全性。
其次，该技术增加了围岩的透水性，有利于排水和通风，为煤炭的高效开采提供了有力保障。
此外，该技术的应用还提高了煤炭的采出率，降低了开采成本，为煤矿企业带来了显著的经济效益。
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。
煤矿井下压裂关键技术及装备应用研究
煤矿井下压裂关键技术及装备应用研究摘要：煤矿瓦斯灾害防治是全世界产煤国面临的共同难题，有效治理瓦斯是实现我国煤矿安全开采的技术保障。
本研究将地面压裂技术移植井下，结合煤矿生产实际情况，研究开发了井下水力压裂泵组、基于WIFI的井下压裂监控系统、井下压裂专用操作指挥舱等关键技术和装备，制定了井下压裂工艺与安全保障体系并在多家煤矿进行了工业应用，效果显著。
井下压裂关键技术和装备的有效研发，是井下压裂技术成功应用的保证。
关键词：煤矿瓦斯治理井下压裂装备1 引言水力压裂技术是改造低渗透储集层，使其达到工业性开采经济有效的增产措施之一，广泛应用于油、油气藏、煤层气藏，以及地热井资源的开采中，并取得了良好的增产效果[1]。
近年来，随着瓦斯、冲击地压等灾害防治的难度不断增大，煤矿灾害已成为制约我国煤炭行业可持续发展的关键因素[2-4]。
河南省煤层气开发利用有限公司及多家科研、高校和生产单位，根据煤矿安全高效生产的需要，以煤与瓦斯突出机理为指导，按照自主原始创新、集成创新和引进消化吸收创新的思想，结合煤矿巷道工程及采动影响，研发了成套技术及装备，成功地将地面压裂技术移植井下。
在河南平顶山、鹤壁、焦作、义马、贵州六枝等矿区上千次现场应用表明，井下压裂技术在增大煤层渗透率、提高瓦斯抽采量、降低煤与瓦斯突出危险性、防治冲击地压、改善工作面作业环境等方面效果显著。
国内相关专家认为井下压裂技术在单一低渗煤层区域瓦斯治理和利用方面开创了一条新途径。
2 井下压裂基本原理煤矿井下压裂是根据煤矿生产实际情况，利用煤矿生产活动造成的采动影响，结合井巷工程对煤层实施定向压裂增透。
其基本原理是利用高压流体对煤层双重孔裂隙介质体的劈裂作用，克服最小主应力和煤岩体的破裂压力，通过气固液多相多场耦合，使弱面发生张开、扩展和延伸[5]。
一方面原生孔裂隙的张开和扩展，增加了煤体孔隙率，另一方面原生孔裂隙的延伸增加了裂隙之间的连通，从而形成相互交织的多裂隙连通网络，增加了瓦斯的运移通道，正是由于这种裂隙连通网络的形成，致使煤层的渗透率大大提高，煤体实现整体均匀卸压，吸附瓦斯快速解析，从而增加瓦斯抽采量，消除煤与瓦斯突出的危险性。
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
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。
煤矿井下钻孔高压水力压裂技术研究及应用研究报告计划讲解
煤矿井下钻孔高压压裂技术研究与应用研究报告**股份**2021年10月15日研究报告一、概略****************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************** 煤与瓦斯突出进行有效的防治，我们进行了水力压裂技术在煤矿突出煤层中的研究与应用这一课题。
对防治煤与瓦斯突出、保障煤矿安全生产拥有重要现实意义。
二、突出煤层地区性除去突出的意义瓦斯事故是限制公司公司安全状况好转的最主要要素。
瓦斯事故对矿井安全的威迫主要有瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出、瓦斯窒息等三种形式，此中瓦斯爆炸和煤与瓦斯突出给煤炭矿山公司带来的危害极大，它严重威迫着井下人员的生命和矿井设备的安全，并迫使矿井停产，投入大批的人力物力进行抢险救灾。
联合国家煤矿安全生产督查局提出的“先抽后采，监测监控，以风定产〞的十二字安全生产目标，公司公司致力于成立防备瓦斯长久有效机制，所以，不把瓦斯事故控制住，就不可以实现安全生产状况的稳固好转，也没法保障矿井的连续健康展开,而防治煤与瓦斯突出最根本的技术举措就是矿井瓦斯抽放。
煤矿井下水力压裂切顶卸压护巷技术应用研究
煤矿井下水力压裂切顶卸压护巷技术应用研究摘要:煤矿高瓦斯工作面一般采用多巷布置,部分回采巷道除供本工作面使用外,还需为下一个工作面服务,某煤矿209 工作面护巷煤柱在工作面回采动压影响下围岩变形严重问题,采取了超前工作面进行水力压裂切顶卸压来减小煤柱所受采空侧覆岩载荷。
针对该工作面工程地质条件,对水力压裂钻孔施工相关参数进行了确定并进行了工业性试验,应用效果表明,压裂后巷道顶底板及两帮围岩变形量降低,巷道围岩变形处于可控范围,实现工作面安全高效回采。
关键词:水力压裂;切顶卸压;施工随着开采深度和煤层厚度的增加,留巷压力增大,留巷底鼓和帮部变形严重,巷道维护量增大,在下一工作面使用前,需对巷道进行修复。
同时由于巷道顶板坚硬岩层存在,沿空巷道悬顶宽度增大,顶板断裂不理想,悬顶的存在使沿空巷道压力增加。
因此需采用切顶卸压技术措施降低巷道悬顶宽度,降低留巷压力。
现有切顶卸压技术主要有爆破切顶卸压、顶板钻孔放顶、端头强制切顶等。
但爆破切顶方法仍存在工程量和炸药量大、成本高、污染井下空气等不足,在高瓦斯矿井或煤层中应用时,需采取控制瓦斯或煤层爆炸的措施。
为解决问题,提出了采用水力压裂切顶卸压技术,解决工作面悬顶问题。
一、慨况某煤矿生产矿井209 工作面为矿井主采面,209 工作面回采期间超前采动影响不大,超前支护段几乎没有明显变形。
209 工作面回采进入到 100 采空区影响范围后,2092巷超前影响段变形明显,超前 180m 左右即有底板硬化层开裂,出现底鼓,超前 60m 范围内巷道变形严重,底板鼓起,两帮移近,顶板出现破碎网包,变形最严重处巷宽由 4.8m 缩至 3.5m,巷高由 3.6m 减至2.3m,起底量和超前维护量巨大。
如图。
在工作面回采动压影响下,工作面两侧所留设的区段煤柱内部应力会随着工作面推进距离的变化而发生变化。
当距离工作面相对较远时,煤柱未受回采动压影响而处于原岩应力状态;当煤柱与工作面距离较近时,在工作面超前支承压力影响下,煤柱内部应力急剧增加,处于应力增高区;当煤柱距离工作面后方较远后,煤柱内部应力逐渐减小,恢复到原岩应力状态并趋于稳定。
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。
煤矿地面水力压裂增透技术研究及应用
煤矿地面水力压裂增透技术研究及应用随着煤矿深度的增加和采空区的扩大，煤层裂隙的连通性逐渐减弱，导致煤层透水性下降。
为了提高煤层透水性，一些煤矿企业通过地面水力压裂技术来实现增透，取得了很好的效果。
本文以某煤矿为例，介绍了其水力压裂增透技术的研究及应用情况。
地面水力压裂增透技术是一种通过喷射高压水流将水平煤层裂隙强制扩张的技术。
其原理基于以下三个方面：1.地应力效应。
煤层深度越深，地应力越大。
在高压水流的冲击下，煤层裂隙会逐渐扩大，破裂面积增大，导致煤层透水性增加。
2.水流冲刷效应。
高压水流在进入煤层裂隙后，会引起局部水流速度的剧烈变化。
这种水流速度变化会产生剪切力和摩擦力，使煤层裂隙周围的颗粒产生磨蚀和冲刷，促进煤层裂隙的扩大和连通。
3.压缩弹性效应。
在高压水流的作用下，煤层内的孔隙和裂隙会遭受水压力和应力的双重作用，从而产生弹性变形。
当水流停止喷射后，孔隙和裂隙会恢复原状，形成较大的空隙和缝隙，进而改善煤层透水性。
二、技术应用过程1.制定施工计划。
根据煤层地质条件和透水性要求，制定施工计划，明确水力压裂方案、施工工艺和设备配置等内容。
2.选择施工点位。
选取煤层透水性较差的地段，确定水力压裂的施工点位和井点位置，同时进行现场勘察和测量，明确煤层深度、倾角、孔隙度和裂隙特征等参数。
3.布设压裂管网。
根据地质条件和水平煤层裂隙的特点，选择合适的压裂管径和喷嘴数量、排列方式，在施工点位井筒内布设压裂管网，并将其与高压水泵和控制系统连接。
4.试压和压裂。
先进行试压，检测管道系统的密封性和耐压性，并根据煤层特点和地质结构参数调整水流压力和流量。
然后开始压裂作业，根据水力压裂方案逐级进行压裂，使煤层裂隙扩张，直到达到要求的透水性。
5.井筒修复和安全措施。
水力压裂后，需要对井筒进行修复和加固，确保井壁的完整性和稳定性。
同时，应选派专人进行安全监测和管道维护，以确保压裂作业的安全性和顺利性。
某煤矿应用地面水力压裂增透技术后，取得了以下几个明显的效果：1.煤层透水性显著提高。
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]。
《2024年豫西软煤围岩水力破裂卸压增透技术研究与应用》范文
《豫西软煤围岩水力破裂卸压增透技术研究与应用》篇一一、引言随着煤炭资源的不断开采，豫西地区软煤围岩的开采难度逐渐增大，煤层透气性差、瓦斯压力大、危险性高，成为了煤矿安全高效生产的主要障碍。
针对这一情况，本研究提出了豫西软煤围岩水力破裂卸压增透技术，通过实施此技术可以有效改善矿区安全生产条件，提高煤炭资源的采出率。
本文将就该技术的理论基础、技术实施、应用效果及未来展望等方面进行详细阐述。
二、软煤围岩水力破裂卸压增透技术理论基础1. 软煤围岩特性分析豫西地区软煤围岩具有低强度、高含水率、高瓦斯压力等特点，这导致采煤工作面临巨大的压力和安全隐患。
为了有效应对这一问题，需要深入研究软煤围岩的物理力学性质，为后续的技术实施提供理论依据。
2. 水力破裂卸压原理水力破裂卸压技术是利用高压水力作用，对煤层进行破裂，降低煤层瓦斯压力，提高煤层透气性。
该技术通过高压泵将水注入煤层，利用水的压力和能量对煤层进行破裂，从而达到卸压增透的目的。
三、技术实施1. 技术方案设计与实施步骤（1）地质勘查：了解矿区地质条件、煤层分布及瓦斯压力等情况。
（2）方案设计：根据地质勘查结果，制定合适的水力破裂卸压方案。
（3）设备选型与安装：选择合适的设备，如高压泵、注水管等，并进行安装。
（4）实施水力破裂：按照设计方案，进行水力破裂操作。
（5）效果监测与评估：对实施后的效果进行监测与评估，确保达到预期目标。
2. 技术关键点与难点（1）地质条件复杂：豫西地区地质条件复杂，需要精确的地质勘查和方案设计。
（2）设备选型与安装：需要选择合适的设备，并确保设备安装的准确性和可靠性。
（3）水力破裂控制：水力破裂过程中需要严格控制水压和水量，避免对周围岩体造成破坏。
四、应用效果1. 安全生产条件改善通过实施水力破裂卸压增透技术，有效降低了煤层瓦斯压力，提高了煤层透气性，从而改善了矿区安全生产条件。
同时，该技术还能有效降低瓦斯事故的发生概率，保障了矿工的生命安全。
浅谈煤矿井下的水力压裂技术
浅谈煤矿井下的水力压裂技术随着我国煤矿开采深度逐步增加，瓦斯灾害日益突出，为保证煤矿安全生产，人们越来越重视瓦斯灾害的治理研究。
目前瓦斯抽放是瓦斯治理最有效的措施，但由于国内煤层具有低渗透率的特点，瓦斯抽放效果有限，如何提高煤层的渗透率，增大透气性系数，成为目前瓦斯治理工作研究的重点。
当前常用的方法主要有深孔松动爆破和煤层高压注水压裂两种，前者虽然能够提高煤层的渗透率，但在应用过程中易产生哑炮而留有安全隐患。
目前淮南矿业集团正大力推广水力压裂增透技术，提高钻孔抽采效果，减少钻孔施工数量，实现技术经济一体化。
1 水力压裂增透技术基本原理煤矿井下水力压裂是一种使低渗煤层增透的技术，其基本原理是借助高壓水通过钻孔以大于煤岩层滤失速率的排量向煤岩体注入，克服最小地应力和煤岩体的抗拉强度，在煤层各种原生弱面内对弱面两壁面产生的劈裂或支撑作用使弱面发生张开、扩展和延伸，从而对煤层形成内部分割，这种分割过程一方面通过原生弱面的张开和扩展，增大了裂隙等弱面的空间体积，增加了煤体孔隙率；另一方面原生孔裂隙等弱面的延伸增加了孔裂隙之间的连通，形成相互交织的多裂隙连通网络，增加了瓦斯的运移通道，正是由于这种裂隙连通网络的形成，致使煤层的渗透率大大提高，在负压抽采过程中，使得吸附瓦斯得以快速解吸，从而提高低渗煤层的抽采效果。
2 施工背景淮南潘一矿东井西一（13-1）盘区顶板回风上山揭13-1煤预计瓦斯压力达到5MPa左右，突出危险性较大，为提高揭煤消突钻孔的预抽效果，达到快速消突的目的，确保安全、高效地揭过13-1煤层。
选择对该处揭煤采取水力压裂增透技术。
3 钻孔施工3.1 水力压裂钻孔设计本次压裂试验压裂半径按30m进行设计，共设计5个压裂钻孔，分别为压1、压2、压3、压4与压5，其中压2与压5均穿过13-1煤层1m，即进入13-1煤层顶板1m。
5个压裂钻孔分两个地点进行压裂，其中压1、压2、压3孔在1252（3）底板巷施工，压4与压5在揭煤巷道施工至法距15m处施工。
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。
煤矿井下定向钻孔水力压裂岩层控制技术及应用
煤矿井下定向钻孔水力压裂岩层控制技术及应用随着煤矿采掘深度的加深，煤与矸石间的岩层压力越来越大，岩层破坏和顶板事故的风险也随之增大，严重影响了采煤的安全和效益。
井下定向钻孔水力压裂技术是目前防治岩层破坏和顶板事故的一种较有效的方法之一。
本文以某煤矿为例，介绍井下定向钻孔水力压裂技术及其应用。
一、定向钻孔的准备工作1.钻孔设备准备为保证钻孔的定向性和精度，应选择适合的钻孔设备，其工作性能稳定、生产能力大。
一般可选择射流钻头等设备。
2.现场勘测井下岩层勘测工作是保证钻孔定向精度的关键。
应对煤层厚度、含沙岩层、断层等地质条件进行综合考虑，选取适宜的钻孔位置和钻孔方向。
二、水力压裂工作1.水射压力设定根据现场钻孔的情况、岩层的物理力学性质和压力状态，对水射压力进行设定，一般情况下水射压力应在10MPa-20MPa之间。
2.水泵选用需要选择一台功率大、排量大、压力高、稳定可靠的水泵设备，根据水射压力的不同进行调节。
3.水射管的安装在控制区域内选择钻孔位置，安装水射管，定向孔径一般为φ50mm，孔深一般为160m-320m之间。
钻孔安装完毕后，按照孔深进行龙骨式管道的安装。
4.水力压裂材料的准备现场要充分准备水力压裂的材料，材料应具有压力和韧性，能固化和嵌填裂缝。
（1）进水：将水泵调整到设定的水射压力，将水从水射管注入到岩层内。
（2）压裂：在确定的压力下，用水力破碎机使岩层发生裂缝，使水流沿裂缝深入到岩层中。
（3）压裂液固化：在裂缝中注入固化液，使其形成固体体系，填充已裂缝道。
（4）检验：在压裂完毕后，进行钻孔侧壁的核查，若发现裂缝未充满，可采取补缝方法。
三、应用效果通过某煤矿的试验，井下定向钻孔水力压裂技术表现出了良好的效果，有效地控制了岩层破坏和顶板事故的发生。
同时还对矿井的正常生产和经济效益起到了积极的作用。
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煤矿井下水力压裂技术及在围岩控制中的应用
摘要：煤矿井下水力压裂技术是非常重要的，该技术主要是坚硬顶板弱化和高应力巷道围岩卸压。
针对煤矿水力压裂理论，结合国内的真三轴水力压裂试验，对压裂技术进行数据分析和研究。
另外，根据水力压裂技术的过程及在围岩控制过程中的数据探讨和分析。
关键词：煤矿水力压裂技术围岩控制
水力压裂技术一直是煤矿井下的重要施工技术，尤其是在围岩控制方面起到非常重要的作用。
根据下面对水力压裂技术的分析以及相关应用的探索，同时涉及水力压裂技术的设备进行着重分析强调，可以让相关人员更能抓住该技术的使用重点。
除了围岩压裂的原理、参数，还需要对机具与施工工艺及压裂进行效果检测，还要根据岩体物理力学性质和岩体结构对施工方向和应力范围进行数据分析。
一、水力压裂技术及其理论研究
水力压裂技术是从1950年研发出来的，直到现在，该技术已经逐渐发展和成熟，作为常规低渗油气增透技术，在很多领域深受欢迎，例如非常规油气开采、页岩油气开发、煤层气开发、地应力测量、地热资源开发、核废料处理、CO2封存等领域，具有广泛的工业价值。
本文也是针对煤矿井下领域的研究，水力压裂技术的应用效果主要体现在围岩控制和低渗透煤层的增透这两个领域。
主要是针对回采工作面坚硬难垮顶板控制、高应力巷道围岩卸压及冲击地压防治。
这种技术的实质是在钻孔中注高压水，在坚硬顶板中形成裂缝而弱化顶板，使其能及时垮落。
但在试验初期，由于对水力压裂技术缺乏深入的认识，施工机具也存在较大问题，致使该项技术在很长一段时间内没有得到推广应用。
水力压裂技术理论国内外的学者都曾在油气系统地面钻井压裂、煤炭行业中应用过程中进行深入的分析，但在该技术上仍有很大的分歧，在水力压裂效果上不尽如人意。
随着我国煤炭技术的发展以及煤炭行业的技术设施的配备，水力压裂技术也得到了大范围推广应用，促进了水力压裂技术理论的进一步研究。
二、水力压裂技术设备及压裂效果分析
下面分析压裂机具与设备，我们以煤炭科学研究总院开采研究分院开发的水力压裂机具为例进行介绍。
2.1横向切槽钻头
横向切槽钻头是根据坚硬顶板岩层特性研发的，这种KZ54型切槽钻头如下图所示。
它的钻头外径为54mm，对于单轴压力强度在50～150MPa的范围内均可承受。
图一KZ54型横向切槽钻头
2.2跨式膨胀型封孔器
这种封孔器主要是由封孔器头、胶筒、中心管、封孔器连杆组成。
它的胶筒是以水为膨胀介质，后用钢丝进行加固的橡胶材料制成。
如果是针对不同的压裂段，这种封孔器可以持续进行高压地分段压。
2.3 高压注水泵。
高压注水泵的压力与流量应能保证钻孔被压裂，而且裂缝能扩展一定的距离（一般为20～50m）。
选择最大泵压 60MPa 以上，流量80L/min 左右的注水泵，
能够满足一般压裂条件的要求。
2.4水力压裂使用的压裂泵
目前，大多数的压裂泵是乳化液泵，它的额定压力一般为 31.5MPa、额定流
量为400L/min 左右。
三缸柱塞泵也可作为压裂泵，其最大工作压力50MPa，最
大工作排量1.5m³/min，这种三缸柱塞泵可以多档变速的功能，可以实现压力和
泵排量等参数的瞬时数据实时记录和历史曲线显示的功能。
河南省煤层气开发利
用有限公司根据井下作业环境的实际情况，研制出可以在远距离操控下，更大流量、高压力的压裂泵组，最大功率可达315kW，最高压力可达 52.8MPa，更大程
度地满足了煤矿井下的作业需求。
2.5压裂效果分析
针对这些压裂设备工作，我们需要通过数据分析压力效果。
其中包括压裂裂
缝的扩展形态、方向和距离。
另外，还需要对裂缝扩展过程进行数据记录。
监测
的方法有很多种，最简单的可以再压裂孔的不同位置打上检测孔来检测裂缝的扩
展情况。
或者，通过分析压裂过程中水压变化曲线，也可初步判断裂缝扩展形态。
初次之外，还有学者提出采用地球物理方法，如电法、微震法监测裂纹扩展，但
这些方法操作较为复杂，并没有得到广泛应用。
三、水力压裂技术在围岩控制中的应用
3.1顶板压裂设计
工作面坚硬顶板的垮落一般采用的是定向水力压裂技术，可以在最大程度上
削弱顶板的整体性，使采空区顶板分层垮落、垮落高度增加、垮落块度减小、碎
涨系数增加、垮落角增大、老顶初次来压及周期来压步距缩短、采空区悬顶减少、工作面端头三角区悬板面积减少，消除大面积冒落的恶性事故。
除此之外，定向
水力压裂技术也可以通过钻孔注入水和压裂水控制岩尘、煤尘的生成量，还可以
节约截齿消耗量，对防止煤层自燃有利，避免给工作面的正常回采带来影响。
3.2定向孔定向压裂技术
定向孔定向水力压裂技术，它在很多方面与定向水力压裂技相似，它是通过
在水力压裂钻孔影响半径内施工定向钻孔实现定向水力压裂，定向孔的存在对水
力压裂孔产生的裂隙具有导向和加速扩展的作用，能促进增加自由面并引导裂隙
扩展方向，起了增加辅助自由面的作用，从而使整个压裂区域压裂后形成较大范
围的卸压增透区，可以调高机器的工作效率。
3.3高压脉动水力压裂
高压脉动水力压裂卸压增透技术的关键部分是高压，是通过供水泵来提供动
力源，将恒压水通过脉动泵作用后，输出具有周期性的脉冲射流，射流由峰值压
力和谷底压力构成脉冲波，建立振动场，形成的脉冲波的压力可以作用在煤层形
成周期性的张压应力，从而使煤层产生新的裂隙。
这种方式脉动压裂比恒压压裂
所需压力更小，更能满足设备需求。
3.4井下点式水力压裂
还有一种压裂技术是井下点式水力压裂技术，这种技术与其他技术不同的是
该作用力作用在“点”上。
首先，先利用封孔器钻孔分为数段，对这些一定顺序的
分段集中在一个“点”上，这种作用点比较密集，但可以通过很小的流量就能获得
更好的压裂效果。
对压裂系统要求降低，还可以减小设备体积，减少空间利用，
非常适合井下巷道。
结束语
上述分析了水力压裂技术的原理和在围岩控制的应用，该技术除了利用岩层
结构以外，还要利用力学原理，保证水力裂缝扩展形态在安全范围内。
在施工方面借鉴油气储层压裂的相关理论、方法及成果，以保证施工的正确性和安全性。
相关人员还要掌握准确的裂缝监测手段，在后期的技术运用中要及时掌握裂缝扩展规律，以促进该技术在围岩控制中发挥更大的作用。
参考文献：
[1]周东平，李栋.煤矿井下水力压裂裂缝监测技术研究[J].煤炭技术，2017，36（11）
[2]康红普，冯彦军.煤矿井下水力压裂技术及在围岩控制中的应用[J].煤炭科学技术，2017，45（01）
作者简介：李枝荣（1987-），男，内蒙古自治区鄂尔多斯市，工程师，工学学士，主要从事煤矿规划设计及开采等工作。