压一体化卸压增透机理研究-论文.pdf

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1、2014年第6期中州煤炭总第222期水力冲／压一体化卸压增透机理研究王峰(河南能源化工集团研究院有限责任公司，河南郑州450046)摘要：单一的水力压裂、水力冲孔技术存在有效利用周期短、效率低、影响范围小、容易引起局部应力集中等问题。为此，提出了冲／压一体化卸压增透技术，该技术利用水力冲孔冲出大直径空洞为煤体移动提供膨胀变形空间，同时又利用水力压裂技术迫使煤体运移、破碎煤体，两者的有机结合，相互补充，能够更有效地扰动煤体，降低应力集中，打破瓦斯吸附与解吸的动态平衡，可大幅度提高煤层透气性。关键词：水力压裂；水力

2、冲孔；应力集中；卸压增透；冲／压一体化中图分类号：TD713．3文献标志码：A文章编号：1003—0506(2014)06—0046—03ResearchontheIntegrationMechanismofHydraulicFlushing／FracturingforPressureReliefandPermeabilityImprovingWangFeng(ResearchInstituteofHenanEnergyandChemicalIndustryGroupCo．，Ltd．，Zhengzhou4500

3、46，China)Abstract：Singlehydraulicfracturingtechnologyorsinglehydraulicpunchingtechnologyhassomeproblemssuchasshortcycleofvaliduseage，loweficiency，smallsphereofinfluence，anditeasilyleadtolocalstressconcentration．Inordertosolvetheseproblems，theau—thorsproposea

4、integrationreliefARtechnologyofhydraulicnushi“g／hydrau1icfracturing，thetechniqueutilizeshydraulicflushingtomakelargediameterpunchingholetoprovidespacefortheexpansionanddeformationofcoalmoved，whileitforcecoaltotransportandcrush．Sothat，thecombinationofthetwote

5、chnologiescandisturbcoalmoreeficiently，andreducestressconcentration，breakthegasadsorptionanddesorptionofhomeostasis，increaseseampermeabili’dramatically．Keywords：hydraulicfracturing；hydraulicflushing；stressconcentradII；pressurereliefandpermeabilityincreasing；

6、integrationofhy—draulicnushing／hydraulicfracturing水力强化卸压增透技术包括水力压裂、水力冲压增透机理进行了分析。孑L，水力割缝等手段，目前该技术已经被越来越多的1．1水力冲孔卸压增透煤炭企业所采用。水力强化卸压增透技术无疑是解水力冲孔是在突出煤层中直接应用的一种防治决单一高瓦斯低透气性突出煤层的快速卸压消突问突出措施，其卸压增透基本机理为(图1)：①它是以题最有效的技术手段之一。然而，单一的水力压岩柱或者煤柱作为安全屏障，利用高压水射流不断裂、水力冲孑L技术存在

7、有效利用周期短、效率低、影冲刷钻孑L中的煤壁，随着冲孔钻头的前进，煤、水、瓦响范围小、容易引起局部应力集中等问题，为解决这斯经过孔道向孔外排出，逐渐形成一个大直径的空些问题，作者提出了冲／压一体化卸压增透技术。洞，为周围煤体的膨胀变形提供了空间，钻孔周围煤体剧烈向空洞方向移动，同时发生煤体的膨胀变形1单一水力强化卸压增透技术机理和顶底板的相向位移，促使应力状态重新分布，集中为了研究水力冲／压一体化卸压增透技术的消应力带前移，有效应力降低；②煤层中新裂缝的产生突机理，作者首先对水力冲孑L和水力压裂技术的卸和应力水

8、平的降低打破了瓦斯吸附与解吸的动态平衡，使部分吸附瓦斯转化成游离瓦斯，而游离瓦斯则通过裂隙运移得以排放，大幅度地释放了煤体及围收稿日期：2014—02—18岩中的弹性潜能和瓦斯膨胀能，煤层瓦斯透气性显基金项目：十二五国家科技支撑计划(2012BAK04BOI)作者简介：王峰(1983～)，男，河南周口人，工程师，硕士，2011年著提高；③高压水润湿了煤体，煤体的塑性增加，脆毕业于中国矿