李友彬

【摘 要】对于水力压裂技术的应用可以改善煤矿瓦斯治理的环境，平衡瓦斯治理的过程，提高煤矿瓦斯治理的安全性。基于此，本文首先将分析水力压裂技术的原理与工艺，然后阐述水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的具体应用的相关内容。

【关键词】水力压裂技术；煤矿瓦斯治理；原理；应用

在煤矿开采的过程中，煤层非常容易受到透气性的影响，在煤层的透气性不能达到理想效果的时候就会导致瓦斯含量的大幅度增加，从而也就提高煤矿开采的危险系数。一般情况下，瓦斯的含量会随着煤层深度的提高而增加，所以，要想减少煤矿开采过程中瓦斯事故的发生率，就必须要加强对水力压裂技术的应用力度，以此来保证煤矿开采工作的安全和顺利推进。

一、水力压裂技术原理及工艺

1.1水力压裂技术原理

水力压裂是地面煤层气开发的一项常规技术，适用于原生结构的煤层，其实质是以水作为动力，使煤体裂隙畅通，以大于地层滤失速率的排量及大于地层破裂压力的压力，使煤层各级弱面内通过对弱面面壁产生流体压力，从而产生空间上的膨胀，促使该弱面发生继续扩张和延伸，进而破裂形成裂缝，并相互连通，形成贯通网络，以增加储层与抽采井的联通能力。

1.2煤矿井下水力压裂相关工艺

水力压裂技术有工作面顺层压裂、沿煤层端头压裂、高抽巷压裂、底抽巷压裂等，如图1所示。

二、水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的应用

2.1原理分析。水力压裂技术治理煤矿瓦斯时需要使用高压水，高压水中要混合大量的砂子材料，形成混合液体后灌入到煤层缝隙内，促使煤层产生更大的裂缝，混合液进入到空隙后，砂子会遗留到孔隙内，砂子具有支撑的作用，支撑煤层缝隙的过程中防止缝隙重新闭合到一起，提升煤矿的透气性能，促使瓦斯能够快速从煤层中抽离。【1】煤矿开采的过程中会产生大量的裂缝，考虑到地质以及煤层地质的变化影响，不同煤矿煤层的通畅性有着明显的差异，此时就要采用水力压裂技术来提升煤层的透气性，辅助瓦斯抽离。水力压力技术在煤矿瓦斯治理中采用打钻的方法向煤层中注入高压水，高压作用下水体可以深入流进到煤层地质中，高压作用越大水力压力越大，煤层内部就会在水力作用下形成较大的支撑。

2.2整体优化。这项技术是建立在单井压裂技术的前提下。在优化水力压裂技术的过程中，必须要先对煤层进行分层处理，以此来确保开采参数可以满足具体的要求。此外，也需要观测煤层的缝隙。在具体的应用过程中，可以在裂缝分析、试验方法等的辅助之下，进一步提升水力压裂技术的可行性。

2.3方位布井。煤矿瓦斯治理时的水力压裂技术需要采用方位布井的方法，此类方法比整体优化的技术效益高，两种技术存在相似的原理。【2】水力压裂技术中方位布井的应用比较注重井网的规划，提前设计好就地流体的方向，并研究煤层之间水力缝隙的关系，挖掘煤层水力缝隙的牵制，最主要的是明确水力压裂技术的实施目标，以此来提高瓦斯治理的效果。方位布井中首先要合理采集煤层信息，为瓦斯治理提供合理的水力压裂技术条件，现场布置好稀井网之后接下来要分析瓦斯储层的地应力场，重点分析瓦斯储层的最大主应力方向。因为煤层缝隙的方向变化比较大，所以很容易影响水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的效果，必须以煤层瓦斯缝隙的实际情况设计水力压裂技术的方位布井，掌握水力缝隙与方位布井之间的关系，保障水力縫隙与方位布井关系匹配后才能实现水力压裂技术对煤矿瓦斯的治理效果。

2.4水力压裂。水力压裂技术需要采用煤矿瓦斯治理的重复技术手段，以确保煤矿瓦斯治理的有效性。如：第一，根据模糊逻辑理论，需要综合考虑水力压裂技术中的选井技术选择，并安排重复水力压裂技术的实施。一般可在煤矿现场进行远井的选型设置，结合当地勘测报告制定压裂技术的具体实施方案；第二，如果再次使用水力压裂技术，则必须针对地应力场进行合理观测。【3】在预测准确结果后，确定了矿井间距的大小，以及水力压裂时间、原始水平应力差值。一旦地应力方向发生变化，可以安排重复水力压裂技术，变化越来越明显。

三、结束语

总之，近年来，水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中得到了广泛应用，并取得了非常良好的应用效果，其不但有效解决了煤矿瓦斯中的安全问题，而且也降低了煤矿安全事故的发生率。所以，在未来的发展中，这项技术依旧值得进一步研究与推广。

【参考文献】

[1]任梅青，沈永红.煤矿井下水力压裂技术抽采煤层瓦斯应用及前景[J].华北科技学院学报，2015，12（04）：58-63.

[2]李栋，郭臣业，覃乐，黄昌文，唐育德，周小林.煤矿井下穿层水力压裂钻孔布置优化分析及应用[J].矿业安全与环保，2015（05）.

[3]刘凯.水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的效果分析与应用[J].山东工业技术，2015（20）：41.