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煤矿井下长钻孔水力压裂技术研究
煤矿井下长钻孔水力压裂技术研究
摘要：
随着煤炭资源的日益枯竭和对煤炭资源的高效开采需求的日益增长，煤矿井下长钻孔水力压裂技术逐渐受到关注。本文从水力压裂技术的原理、应用、优势和困难等方面进行研究，通过对现有文献、实验以及实际应用情况的梳理和总结，分析了这种技术在煤矿井下的可能应用场景，并对其研究前景进行了展望。
一、引言
煤矿井下长钻孔水力压裂技术是指通过高压液体打造一个断裂面，在煤矿井下进行煤层裂隙的形成和扩展，以便提高煤炭采收率和矿石的利用率。该技术起源于页岩气开采领域，近年来开始在煤矿开采中得到应用。水力压裂技术因其有效提高矿石开采效率、减少环境污染的特点，备受关注。
二、技术原理
长钻孔水力压裂技术的原理是通过利用高压液体对煤层进行压裂，将煤层形成裂隙，从而改善煤层渗透性和裂缝扩展性，提高采矿效率。该技术主要包括三个步骤：预处理，水力压裂和裂缝扩展。预处理步骤包括孔眼处理、封堵与增强等；水力压裂步骤通过注入高压液体对煤层进行压裂；裂缝扩展步骤通过注入低压液体来扩展裂缝。通过这三个步骤的组合使用，可以在煤矿井下形成一定规模的煤层裂隙，从而提高煤炭采收率。
三、技术应用
煤矿井下长钻孔水力压裂技术可以应用于不同类型的煤矿井下开采，例如巷道工程、立井工程和斜井工程。在巷道工程中，长钻孔水力压裂技术可以通过对煤层进行压裂，改善煤层渗透性，提高采矿效率。在立井工程和斜井工程中，这种技术可以用于进行钻孔压裂，从而提高矿石开采效率。此外，长钻孔水力压裂技术还可以应用于地下矿井的封堵与增强。通过对煤层进行压裂，可以增强煤层强度，提高地下矿井的稳定性。
四、技术优势和困难
长钻孔水力压裂技术在煤矿开采中具有许多优势。首先，该技术可以有效提高矿石开采效率，增加采矿回收率。其次，水力压裂技术可以减少矿石开采过程中的环境污染，降低能耗。此外，长钻孔水力压裂技术还可以用于地下矿井的封堵与增强，提高地下矿井的稳定性。然而，该技术在应用中也存在一些困难和挑战。例如，煤层的压裂效果受到井下地质条件的限制，煤层渗透性差的情况下，效果不明显。此外，该技术还需要大量的液体，增加了工程成本和安全风险。
五、研究前景
煤矿井下长钻孔水力压裂技术在煤矿开采中具有广阔的应用前景。首先，随着煤炭资源的日益枯竭和能源需求的日益增长，提高煤炭采收率和矿石的利用率成为迫切需求，长钻孔水力压裂技术可以满足这一需求。其次，该技术可以减少矿石开采过程中的环境污染，符合可持续发展理念。最后，长钻孔水力压裂技术还可以应用于地下矿井的封堵与增强，提高地下矿井的稳定性，保障煤矿工人的安全。
六、结论
煤矿井下长钻孔水力压裂技术是一种有效提高煤炭采收率和矿石利用率的技术。通过研究和应用该技术，可以有效改善煤层渗透性和裂缝扩展性，提高采矿效率。然而，该技术在应用中也面临一些困难和挑战，需要进一步研究和探索。在未来的研究中，我们应该进一步探索长钻孔水力压裂技术的优化方法，解决其在井下地质条件复杂情况下的应用问题，提高煤矿开采的效率和安全性。
参考文献：
1.黄柏州，傅收恩.煤矿井下长钻孔水力压裂技术研究[J].采矿与安全工程学报，2018，35(3):413-418.
2.张伟，马世民.煤矿井下长钻孔水力压裂技术应用研究[J].煤炭技术，2017，36(2):43-47.
3.张存江，李宏安.煤矿井下长钻孔水力压裂技术前景[J].煤炭技术，2019，38(4):50-54.