孙 朋

(1.瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室，重庆 400037； 2.中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆 400037)

随着我国矿井开采深度的不断增加，大多数矿井煤层面临的低透气性、高瓦斯、高地温、高地应力的形势也日益严峻，将严重影响煤层瓦斯的抽采和矿井安全高效的生产。其中煤层透气性是最关键的制约因素，如在我国中95%以上的煤与瓦斯突出和高瓦斯矿井煤层透气性系数仅为10-6～10-7μm2，即为0.04～0.004 m2/(MPa2·d)，远小于判定较难抽放煤层的临界值0.1 m2/(MPa2·d)，因此解决瓦斯抽采困难的关键是如何提高煤层的增透性[1-4]。

目前低透煤层应用的主要增透方式是水力冲孔[5]、水力割缝[6]、水力掏槽[7]、深孔控制预裂爆破[8]等，但由于这些技术存在着有效影响范围小、工作量大、施工工艺复杂、抽采效果差等问题，难以在我国得到大幅度大范围的应用。水力压裂技术最早作为油气井增产的主要措施，近些年被引进煤矿井下条带掘进、石门揭煤等工程实践中，并取得了良好的效果[9-10]。但在基础理论、装备水平、工艺参数、效果考察等方面暴露出了众多不足，尚没有形成基于煤层物理力学性质、瓦斯赋存特征、地应力场、构造裂隙场、气—固耦合场等特点的煤矿成套水力压裂理论和技术体系[11-12]。

由此许多学者从裂缝扩展规律、增透效果方面开展了水力压裂增透试验并获得了大量成果，但截至目前在工艺参数优化方面的研究成果少见报道。特别是注水量作为水力压裂工艺重要控制参数，注水量的多少更是影响压裂效果的重要指标，目前如何准确确定注水量，已严重影响水力压裂技术在煤炭行业的发展。……