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高瓦斯工作面水力压裂试验及联管抽采技术研究

2018-08-03王惠风陈殿赋

采矿与岩层控制工程学报 2018年3期

王惠风,陈殿赋

(中国神华神东煤炭集团 保德煤矿,山西 保德 036600)

近年来随着开采深度的逐步增加,我国现有的矿井多数进入了深部开采阶段,煤层埋深的增加使矿井的地应力增大、煤层的透气性系数变差、瓦斯含量增大[1]。我国95%以上的高瓦斯和突出矿井所开采的煤层具有低压、低渗、低饱和度等特征,透气性系数只有10-3~10-4mD,瓦斯抽采难度极大,想要达到理想的瓦斯抽采效果可以对煤层采取造穴增透、联管抽放,实施水力压裂、新型封孔技术和抽采方式等联合布置是易行高效的方法之一[2-13]。

神东保德煤矿属高瓦斯矿井,随着开采强度和开采深度的增加,瓦斯超限问题日益突出。8号煤层属于高瓦斯低透气性煤层,瓦斯抽采困难,瓦斯的治理工作为亟待解决的难题。根据81504综放面煤层特征,结合地质结构参数,设计了水力压裂增透试验方案、“两堵一注”新型带压封孔技术及联管抽放工艺,并进行了现场工业试验,对试验效果进行了考察研究及分析。目前,煤矿井下水力压裂技术日趋成熟,实践证明多个高突矿井或高瓦斯矿井都已实施过此技术,达到了高突区域消突或高瓦斯面向低瓦斯面转变的目的。同时,应用水力压裂技术具有增加煤储层透气性系数、平衡应力场及压力场、抑制瓦斯涌出、降低钻孔衰减系数和降尘降温等作用。

1 试验区概况

保德煤矿矿井绝对瓦斯涌出量为95.25m3/min,相对瓦斯涌出量为10.19m3/t。目前开采的8号煤属于II类自燃煤层,自然发火期为4~6个月,火焰长度300mm;……

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