低透煤層水力壓裂技術在石門揭煤中的應用.pdf

1、煤與瓦斯突出一直是影響煤礦正常工期、威脅工人安全的罪魁禍首，而發生煤與瓦斯突出頻率最大的作業當屬石門揭煤。潘一礦東井揭13-1煤時，通過相關資料及技術手段預測該揭煤地點瓦斯壓力約為6MPa，瓦斯含量為15/m3左右，突出危險性較大，故采取水力壓裂卸壓增透技術來達到安全揭石門的目的。
　　為實現潘一礦東井按正常工期安全揭13-1煤層，本文首先對水力壓裂力學特性進行分析，然后采用RFPA-Flow軟件進行數值模擬，參照以往水力壓裂試驗

2、參數選擇原則最后在潘一礦東井進行實踐。
　　通過對水力壓裂卸壓增透特性進行研究，發現在壓裂孔周圍易形成塑性區，且塑性區的半徑與鉆孔直徑成正相關關系。鉆孔起裂是由注水壓力和原巖應力共同決定的，即當二者形成的切向拉應力大于煤層的抗拉強度時煤層破裂。裂縫的起裂位置與側向應力系數λ有關，當λ＞1，起裂點位于兩幫中點處;當λ=1，起裂方向具有一定的隨機性;當λ＜1，起裂點位于鉆孔兩端處。
　　通過RFPA-Flow數值模擬，發現煤層的

3、破裂壓力與鉆孔直徑有關，鉆孔孔徑越大，起裂所需壓力越低。模擬得出煤層的起裂壓力為33MPa左右。
　　現場試驗表明:采取水力壓裂工藝后，瓦斯平均抽采濃度為63.2％，平均抽采純量為0.235m3/min，單孔抽采純量平均為0.0610m3/min。平均瓦斯抽采濃度為未壓裂前的1.2倍，單孔平均抽采純量為未壓裂前的3.5倍。通過測定煤層含水率及瓦斯含量，得出水力壓裂影響范圍最遠可達50m。
　　通過前期的理論分析并結合數值模擬