顺槽底抽巷水力压裂安全技术措施(新编版)

Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention.

（安全管理）

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顺槽底抽巷水力压裂安全技术措

施(新编版)

顺槽底抽巷水力压裂安全技术措施(新编版)导语：做好准备和保护，以应付攻击或者避免受害，从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见，安全是目的，防范是手段，通过防范的手段达到或实现安全的目的，就是安全防范的基本内涵。

21111（1）顺槽底抽巷穿层钻孔抽采浓度较低，为提高条带穿层钻孔的预抽效果，达到快速消突的目的，选择对该处采取水力压裂增透技术。为保证水力压裂工作安全有序进行，特编制本安全技术措施方案。

一、试验地点基本概况

1、试验地点概况

21111（1）顺槽底抽巷（-790m东翼胶带机大巷）为二水平运煤大巷，兼做21111（1）顺槽掩护巷。巷道断面形状为直墙半圆拱，巷道净宽×净高为：5500mm×4350mm。该巷道内共安排3台钻机正常施工，现第一台钻机在78组钻孔处向西施工，第二台钻机在123组钻孔处向东施工，第三台钻机在157组处向东施工，本次压裂方案设计2个压裂钻孔（钻孔间隔50m），2#、3#压裂孔自西向东布置，施工地点分别在130、135组穿层钻孔处，该段范围内87～123组、140～157组穿层钻孔已施工。

2、水力压裂地点煤层顶底板情况

11-2煤层老顶为粉细砂岩，厚度2.4～11.5/7.44m，浅灰白色，细粒结构，顶部颗粒较细，层内含白云母薄片及暗色矿物。

直接顶为11-3煤砂质泥岩，厚度0～5.3/3.32m，砂质泥岩:灰色,砂泥质结构,砂质含量不均,上部偶见植化碎片。11-3煤:黑色,碎块至粉末状，沥青光泽，暗煤。

11-2煤层直接底为泥岩11-1煤，0～9.08/4.52m，泥岩：灰色、局部深灰色，泥质结构，层内含较多植化碎片，薄层状，岩性较脆，易碎，岩芯局部完整，局部发育碳质泥岩。11-1煤:黑色,粉末状为主,暗煤。

老底细砂岩2.84～31.7/14.34m，细砂岩：浅灰色，块状，细粒，石英长石为主，硅钙质胶结，分选差，顶部与泥岩互为薄层状，水平层理，抗压强度为37.5Mpa。

21111（1）顺槽底抽巷布置于细砂岩下的中砂岩层下部，巷道顶板为中砂岩。中砂岩7.44～27.18/15.52m，灰白色，中粒结构，含少量粗粒成分，层理不明显，层内含少量暗色矿物，钙质胶结，顶底部发育有裂隙，岩性坚硬致密。

附图1：综合柱状图。

3、瓦斯地质情况

瓦斯含量：该区段所掘地段11-2煤层自然瓦斯含量为3.1～

8.0m?/t。该区段11-2煤层底板标高为-759.1～-715.2m，根据“集技[2009]304号”文规定：该区段属于突出危险区；瓦斯压力：根据11-2煤层瓦斯地质图，预计该区段瓦斯压力为1.5～2.5Mpa。试验处实测瓦斯含量1.5Mpa，140组处实测瓦斯含量6.64m?/t。

4、通风情况

21111（1）顺槽底抽巷为全负压通风巷道，风量为1400m?/min。

通风路线：

第二副井→-790m1#轨道石门→-790m东翼轨道大巷→21111（1）顺槽底抽巷→水力压裂钻孔施工地点→-790m东翼胶带机大巷回风斜巷→东二11槽轨道下山→东二回风上山→东风井

附图2：21111（1）顺槽底抽巷水力压裂通风、监测、避灾警戒系统示意图

5、抽采系统

抽采路线：地面抽采泵站2BEY-72→瓦斯抽采孔（Φ630mm）→-630m 回风大巷（Φ630mm）→-530-790m东翼暗副斜井（Φ630mm）→21111（1）顺槽底抽巷（Φ273mm）

二、水力压裂设备选型安装及相关设备材料

1、压裂泵选型

水力压裂设备选型为南井六合煤矿机械有限公司生产的

BRW/200-56型乳化泵，额定压力56MPa，额定流量200L/min。

2、相关设备材料

高压水力压裂系统由压力表、高压管、封孔器及相关装置连接接头等组成。

3、高压系统安装

水力压裂泵安设在试验地点向东100m处，井下供水管连接至高压注水泵水箱进水口，通过压裂泵加压后，用Φ25mm高压胶管，连接到压裂钻孔的高压封孔管上，将高压水流输送至钻孔内，压裂孔孔口处的高压封孔管上必须安设高压闸门、卸压阀等。

附图3：21111（1）顺槽底抽巷水力压裂系统安装示意图

三、水力压裂实施方案

（一）水力压裂原理

水力压裂技术主要机理：通过高压快速驱动水流，在短时间将大量的水挤入煤层微裂隙，微裂缝扩宽伸展后，使煤层发生碎裂，产生网状结构的次生裂缝与裂隙，从而增加煤层的透气性。同时高压水进

入煤层微裂隙，置换部分煤层吸附瓦斯。

（二）水力压裂工艺流程

1、水力压裂工作工艺流程

压裂设备安装→压裂钻孔设计与施工→测定煤层原始瓦斯含量及水份→压裂钻孔封孔→水力压裂→压裂效果检验→施工抽采钻孔→数据分析

2、各工序工作标准及要求

（1）压裂设备安装

机电运输管理一科负责提供水力压裂设备供电设计；勘探处根据设计要求安装好高压注水泵、高压水管路系统，根据设计要求安装供电系统，信息工区安装远程电视监测系统；机电修配中心负责设备调试工作。所有系统安装、调试完成，经机电运输管理一科等单位验收合格后，方可开始水力压裂。

（2）压裂钻孔设计与施工

压裂钻孔选择在21111（1）顺槽底抽巷8W19点向东6.6m、43.4m 分别施工2#、3#孔，采用ZDY-3200S型钻机配Φ113mm金刚石复合片钻头施工，第一次施工至煤层底板法距2m位置，退出钻杆后，下一根2m注浆管进行注浆封堵裂隙，使用普通水泥，压力不小于4MPa，凝固