水力压裂技术在矿井突出治理中的应用.doc

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
        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,~,;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(~,),,。,(-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
         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,(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