钻孔水力压裂增透抽采瓦斯技术研究_王志磊.pdf

第33卷第05期煤炭技术Vol.33No.05
2014年05月CoalTechnologyMay2014

doi:10.13301/j.cnki.ct.2014.05.012
“三软”突出煤层穿层钻孔水力压裂增透抽采瓦斯
技术研究

王志磊1，2，王凯1，梁安民2
（1.中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院，北京100083；2.河南省煤层气开发利用有限公司，郑州450016）
摘要
：告成煤矿为煤与瓦斯突出矿井，其主采二1煤层为突出煤层，且较难抽放。为有效解
决低透气性突出煤层瓦斯治理难题，开展了穿层钻孔水力压裂增透抽采瓦斯技术研究。研究表明：
穿层钻孔水力压裂可显著提高煤层透气性，并使瓦斯抽采浓度及纯量大大增加，有效解决了低透
气性煤层瓦斯难以抽采的问题，可作为高瓦斯矿井、突出矿井瓦斯治理的常规手段之一。
关键词：三软；突出煤层；穿层钻孔；水力压裂；增透；瓦斯抽采
中图分类号：TD712文献标志码：A文章编号：1008－8725（2014）05－0034－03
StudyonHydraulicFracturingTechnologyforPermeability-increasing
andGasExtractionUsingCrossingBoreholeinThree-softOutburst
CoalSeam
WANGZhi-lei1，2，WANGKai1，LIANGAn-min2
（1.SchoolofResourcesandSafetyEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology(Beijing)，Beijing100083，
China;2.HenanProvincialCoalSeamGasDevelopmentandUtilizationCo.，Ltd.，Zhengzhou450016，China）
Abstract:Gaochengcoalmineiscoalandgasoutburstmine,itsprimarymineablecoalseamhas
outburstriskandlowpermeability.Inordertoresolvedifficultproblemofgascontrol,hydraulic
fracturingtechnologyforpermeability-increasingandgasextractionusingcrossingboreholeinthree-
softoutburstcoalseamwasresearched.Researchresultsshowthathydraulicfracturingtechnology
usingcrossingboreholecanincreasepermeabilityofoutburstseamevidently,gasconcentrationand
purequantityofgasextractionwereincreasedevidently.Hydraulicfracturingtechnologycanresolve
difficultproblemofgasextractioninlowpermeabilitycoalseam,itcanbeasoneofconventional
meansforgascontrolinhighgasandoutburstmine.
Keywords:threesoft;outburstcoalseam;crossingborehole;hydraulicfracturing;permeability-
increasing;gasextraction

0引言层原生裂隙充分张开、延伸并相互沟通，以达到增
告成煤矿为煤与瓦斯突出矿井，隶属于郑州煤加瓦斯流动通道、提高煤层透气性的最终目的。通
电股份有限公司，设计生产能力0.9Mt/a，核定生产过实施穿层钻孔（顺层钻孔）水力压裂增透，可使压
能力其主采二煤层为突出煤层具有顶裂区域的煤体卸压大幅度提高煤层透气性瓦斯
1.0Mt/a。1，，，
软、底软、煤层软的“三软”特点，平均煤厚为4.86得以有效抽采，工作面突出危险性得到有效消除，
m，煤的破坏类型为Ⅳ、Ⅴ类，瓦斯放散初速度Δp最煤尘爆炸、冲击地压危险性有效降低。
高为31mmHg，坚固性系数f＜0.3，煤层原始瓦斯含2穿层钻孔水力压裂增透抽采瓦斯技术试验研究
量最高为17.35m3/t，瓦斯压力最高为1.1MPa；煤层2.1试验地点
透气性系数为0.0053~0.0642m2/（MPa2·d），钻孔穿层钻孔水力压裂试验地点为25采区26#钻场。
瓦斯流量衰减系数为0.55d-1，属较难抽放煤层。为25采区位