高立森　刘传勇

摘要：针对单一低透气性煤层瓦斯含量高、预抽效果不理想的情况，采用液态CO2相变致裂技术，在穿层钻孔中利用瞬间产生的高压CO2气体冲击煤体，产生大量裂隙并促使裂隙发育、扩展，以达到提高煤层透气性的目的。在绿塘煤矿南二采区S204工作面进行的试验表明： 液态CO2相变致裂技术可有效提高瓦斯抽采效果，试验后平均抽采流量0.057 m3/min，是试验前平均流量的4.3倍，是相同抽采时间内水力冲孔措施平均抽采流量的2.3倍; 抽采浓度也有所提升; 在试验考察期内流量衰减系数降低到0.046 d-1，增透效果显著。

关键词： 单一低渗低透煤层; 液态CO2; 相变致裂增透

1 引言

我国95%以上的高瓦斯、突出矿井开采的煤层是低渗、低透煤层[1]。并且只有少部分煤矿具有保护层开采条件，多数矿井为单一煤层开采。

单一低渗、低透煤层具有瓦斯含量高，抽采难度大等特点。在瓦斯抽采治理过程中存在瓦斯抽采流量小、衰减快，预抽时间长、钻孔利用率低等弊端，给矿井安全生产、采掘接替造成极大困难。为了解决单一低渗、低透煤层瓦斯治理难题，国内学者提出了水力割缝、水力压裂、预裂爆破等增透增渗措施，这些干预预抽措施在提高煤层透气性、强化瓦斯抽采措施方面起到了显著作用。但是，这些增透增渗措施同样存在缺陷：水力冲孔技术在硬煤中冲孔难度大，在软煤中又容易造成塌孔压埋钻具;水力割缝存在喷孔严重，导致作业场所环境恶劣;深孔预裂爆破主要存在装药量难以控制、易出现哑炮等缺陷，且出现哑炮后处理难度极大。……