煤层瓦斯强化抽采水力增透技术综述

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1、煤层瓦斯强化抽采水力增透技术综述李波张城玮成都理工大学能源学院摘要：简要介绍了我国煤层瓦斯抽釆现状，对煤层瓦斯强化抽釆水力增透技术中水力压裂增透技术和高压水射流割缝增透技术的原理、设备概况、应用发展概况进行丫综述并分别介绍丫2种技术的应用实例，说明丫煤层瓦斯强化抽采水力增透技术对于提高煤层瓦斯抽采率具有良好的效果。关键词：瓦斯抽采;水力压裂;高压水力射流割缝;作者简介：李波（1991-）,男，山东聊城人，成都理工大学硕士研究生在读。收稿日期：2017-7-27TheSummaryofPermeabilityImprovementTechnologiesbyHighPressure

2、WaterforEnhancedGasDrainageinCoalMinesLiBoZhangChengweiEnergyCollege，ChengduUniversityofTechnology;Abstract：ThispaperbrieflyintroducedthepresentsituationofgasdrainageincoalminesinChina，emphaticallyexpoundedtheprinciple,equipment,applicationdevelopment,fieldapplicationofpermeabilityimprovement

3、technologiesbyhydrofracturingandhighpressurewaterjetcutting,andpointedoutthatthesetechnologieshavebeneficialeffectstoenhancegasdrainagerateincoalmines.Keyword：gasdrainage;hydrofracturing;highpressurewaterjetcutting;Received：2017-7-27煤矿瓦斯是一种无色、无味、难溶于水的气体，以中烷为主耍成分。当煤矿瓦斯与空气混合并达到一定浓度时，容易发生爆炸事故，造成

4、严重的人员伤亡和巨大的经济损失。冋吋，煤矿瓦斯也是一种可利用的清洁能源，其热值是煤的2~5倍，可用于工业生产和生活的各个方面。因此，进行瓦斯抽采、降低煤矿瓦斯浓度是保证煤矿井下作业人员生命安全和煤矿安全生产的必要要求，也是开发利用新能源的需耍。近年来，国家十分重视煤矿瓦斯的抽采利用，出台了多项政策,鼓励支持煤矿瓦斯的抽釆利用工作。1我国煤层瓦斯抽采现状我国的大部分煤层透气性差、煤层瓦斯含量高、地质条件比较复杂、具有严重的突出危险，瓦斯抽采难度大。为了提高煤层瓦斯抽采率，得到理想的抽采效果，应使用增透技术来提高煤层透气性。2强化抽采水力增透技术原理及应用在低透气性煤层增透技术研宄过

5、程中，水力增透技术逐渐被应用。该技术以水为介质，通过高压水泵给水加压，使其作用于煤层，在强大的水压作用下，煤层内部产生裂缝，这些裂缝相互沟通，在一定范围内形成了多裂缝连通网络，增加了煤层的透气性，改善了煤层内部瓦斯流动状况，从而获得了较好的煤层瓦斯抽采效果。国内大量的强化抽采水力増透技术应用效果良好。FI前，强化抽采水力增透技术主耍包括水力压裂增透技术和高压水射流割缝增透技术U1。2.1水力压裂增透技术2.1.1水力压裂增透技术原理及设备水力压裂增透技术就是通过钻孔向煤层注入液体，当液体压入的速度远远超过煤层的自然吸水能力时，由于流动阻力的增加，进入煤层的液体压力就会逐渐上升，当

6、超过煤层上方的岩石压力时，煤层内原来的闭合裂缝就会被压开、延仲,形成新的煤层瓦斯流通网络，煤层的透气性就会增加，压开的裂隙为煤层瓦斯的流动创造了良好的条件。水力压裂设备主要由供水管路、流量计、压裂泵、压力表、泄压阀等组成（如图1所示）。ft：h?<岛版衧汇流破计图1水力压裂设备图下载原图2.1.2我煤层水力压裂增透技术应用发展概况上世纪60年代屮期，煤炭科学研究院抚顺研究所首次将水力压裂增透技术应用于煤层瓦斯抽采，通过地面钻井对目的煤层实施压裂，经试验测定效果显著。上世纪70年代至80年代，辽宁、河南、湖南、山西等矿务局进行过以地面亟直钻井进行水力压裂方式开釆煤层瓦斯的试验，取得

7、了一定的效果，但未能形成开发、推广规模。上世纪90年代初，地矿、煤炭、石油等部门以及各地政府在十余个煤田或地区打了60多口煤层瓦斯资源评价钻孔和生产试验钻孔，有些地方还进行了水力压裂瓦斯抽采试验，取得了可喜的成果。上世纪90年代末，在鄂尔多斯、沁水等9个煤层瓦斯赋存较好的盆地，逐渐开始全面实施煤层水力压裂瓦斯抽采［2］。2.1.3应用实例义安煤矿煤田地质构造复杂，煤层赋存极不稳定，煤层瓦斯抽采困难。义安煤矿对YX011工作面进行现场水力压裂，选取YX011工作面5号压裂钻孔为研究