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基于水力压裂的特大断面瓦斯隧道快速揭煤技术研究

2017-01-23张尚斌

中国科技博览 2016年27期

[摘  要]针对复杂地质构造瓦斯隧道揭煤周期长、工程量大的难题,提出了以水力压裂技术为核心的5+1+1”高效揭煤体系,分析得出煤岩的地应力及应力差、煤体硬度、煤层瓦斯含量及压力、透气性是影响水力压裂效果的关键因素,将该技术在渝黔高速铁路新凉风垭隧道揭煤工程中应用,结果表明:采用“5+1+1”瓦斯隧道揭煤技术后,瓦斯抽放浓度达20.51%,抽采达标时间缩短53%,工期提前200余天。研究成果可为类似的工程设计、施工提供借鉴。

[关键词]水力压裂  特大断面  瓦斯隧道  揭煤

中图分类号:D622 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)27-0014-02

我国近75%的国土面积为山地和丘陵,随着中西部地区交通建设的不断发展,在山区修建的隧道数量和里程也逐年增加,不可避免的会遇到穿越煤系地层的隧道。其中瓦斯是穿煤隧道建设重大危害之一。我国南方煤层透气性差,透气性洗漱普遍小于0.1m2/(MPa2?d)),属较难抽放煤层,目前常规的震动放炮、水力割缝、密钻孔等瓦斯抽采技术[1~5],存在抽采钻孔有效半径小、抽采达标时间长、工程量大等问题,容易存在瓦斯抽采空白带,使得隧道在揭开煤层时仍然存在很大的煤与瓦斯突出隐患。本文结合渝黔高速铁路新凉风垭瓦斯隧道工程实际,探讨了水力压裂增加煤层透气性机理,在此基础上提出了“5+1+1”的隧道揭煤技术。

1、工程概况

渝黔铁路新凉风垭隧道为渝黔高速铁路的双线隧道,全长7618m,共穿过9层煤,总长度175m,如图1所示。隧道埋深350~400m,煤层厚度1.5~2.0m,煤层倾角24°。原始瓦斯含量最高达15.01m3/t,压力最高为1.327Mpa。……

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