基于数值模拟的煤矿井下分段水力压裂技术研究
2021-02-10孙昊达唐胜利
中国煤炭地质 2021年12期
关键词:煤矿
孙昊达, 唐胜利, 王 毅
(1.西安科技大学地质与环境学院,西安 710054; 2.中煤科工集团西安研究院有限公司,西安 710077)
井下瓦斯抽采不仅是煤矿煤层气开发的主要技术手段,也是有效防治煤矿瓦斯灾害和实现本质安全型生产的技术性措施。随着水力压裂技术的发展,近年来已有学者成功的将石油行业的水力压裂技术移植到煤矿井下,逐渐发展形成了煤矿井下水力压裂增透技术。马耕等(2014)提出了围岩——煤储层缝网改造增透抽采瓦斯理论与技术,完善了软煤、深部高应力储层瓦斯区域治理新工艺[1]。刘丽萍(2014)在煤峪口煤矿开展顶板坚硬岩层段分段逐次压裂,改善了坚硬顶板的难垮落问题[2]。陈泽升等(2015)对研究定向水力喷射压裂技术进行了研究[3]。张飞等(2016)对井下煤层水力压裂起裂、延伸和增透机理进行理论分析和数值模拟[4]。秦可(2021)对煤矿井下水力压裂技术进行了阐述、分析与探究,提出煤矿井下大直径定向钻进技术与水力压裂技术的融合,极大程度上可以增强治理煤层瓦斯的效果且应用效果显著[5]。基于煤矿井下水力压裂的技术创新和研究成功,该技术逐渐成为煤矿井下瓦斯治理技术中最好的选择之一。
阳泉矿区新景煤矿所属的3#煤层属于我国典型的高瓦斯、低透气性、碎软煤层发育的矿区,瓦斯抽采达标难度大[6],原始瓦斯含量为15~20m3/t,煤体坚固性系数f值在0.2~0.8,煤体破坏类型属Ⅲ、Ⅳ类,煤层透气性系数为1.16×10-3m2/(MPa2·d)。采用常规的方法对该煤层瓦斯进行抽采……
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