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《新义煤矿水力压裂试验与效果分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第15卷第4期(总第95期)煤矿开采Vo115No4(SeriesNo95)2010年8月CoalminingTechnologyAugust2010新义煤矿水力压裂试验与效果分析艾灿标,贾献宗,吕涛,张西方,乔延武(义马煤业集团永兴公司,河南新安471800)[摘要]新义矿是煤与瓦斯突出矿井,煤层构造发育齐全,煤厚变化较大,破坏严重,构造煤全层发育,煤层松软,煤层透气性差,瓦斯预抽困难,抽放钻孔成孔质量较差。为提高抽放效率,确保煤巷安全快速掘进,通过水力压裂增透技术试验,取得了较好效果,达到了预期目的,
2、为新义煤矿探索出了有效的瓦斯治理方案。[关键词]煤与瓦斯突出;水力压裂;增透技术;瓦斯抽放浓度[中图分类号]TD7123[文献标识码]B[文章编号]10066225(2010)04010903TestofHydraulicFractureandItsEffectAnalysisinXinyiColliery轴线夹角90,俯角30施工压裂孔(压裂后,安1矿井概况装抽放管路作为抽放孔)。新义矿井田长约1050km,宽379~452km,2面积4344km,可采煤层为二1煤层,煤层松软,其直接顶板主
3、要为细-中粒砂岩,厚度530~2168m,比较稳定,岩性坚硬。其次,为炭质泥岩、泥岩、砂质泥岩及粉砂岩,厚度为16~505m,性脆易碎。二1煤底板主要为泥岩和砂质泥岩,少数为粉砂岩或细砂岩。实测煤层瓦斯含量33为637~1284m/,t平均969m/,t煤层瓦斯压力057~125MPa;煤体硬度系数f值022~065,平均035,透气系数小;瓦斯放散初速度P值在150~280。以上参数均符合煤与瓦斯突出条件,因此,二1煤层属煤与瓦斯突出煤层,新义煤矿为煤与瓦斯突出矿井。2水力压裂试验原理与参数
4、选择井下压裂的基本原理即将压裂液高压注入煤(或岩)体中原有的和压裂后出现的裂缝内,克服图111041工作面顶板水力压裂措施钻孔布置最小主应力和煤岩体的破裂压力,扩宽并伸展和沟通这些裂缝,进而在煤中产生更多的人造裂缝与裂(2)钻孔孔深压裂对象为煤层段,全钻孔隙,从而增加煤层的透气性。共计约40m。实施水力压裂措施时,最重要的是各项参数选(3)压裂孔封孔深度专用封孔器封孔,封择,包括压裂孔布置方式、压裂孔孔深、封孔深孔器长度10~20m,封孔器以外用无缝钢管连接。度、压裂时间以及压力等。封孔位置必须在煤岩交接面里1~2m。
5、(1)钻孔布置方式以11041工作面高抽巷(4)注水压力合理的注水压力应该能够快穿层压裂为例,压裂布孔方案如图1。在11041工速、有效破裂松动煤体,进而改变煤体孔隙和裂隙作面高抽巷躲避硐内,施工穿层钻孔(穿透煤层的容积及煤体结构,排放煤体瓦斯,达到消突的目全厚进入煤层底板05m),孔径72mm,与巷道的。水力压裂注水压力根据地应力和瓦斯压力,以[收稿日期]2010-05-14[作者简介]艾灿标(1974-),男,水族,贵州三都水族自治县,助理工程师,现为河南省义煤集团永兴公司新义项目部技术副经理。109总第95期煤
6、矿开采2010年第4期及煤体受采动影响应力重新分布的规律,初步确定43次水力压裂试验过程为煤体注水压力8~30MPa。(5)压裂时间压裂时间与注水压力、注水4111041高位抽排巷水力穿层压裂试验量等参数密切相关,注水压力、流速不同,相同条试验地点位于义煤集团新义煤矿11041工作面件下达到同样效果的注水时间也不同。注水过程轨道巷高位抽排巷下段,巷道布置在二1煤层顶板,中,煤体被逐渐压裂破坏,各种孔裂隙不断沟通,距二1煤6~10m。试验点总煤厚在2m左右,单层高压水在已沟通的裂隙间流动,注水压力及注水流在1m左
7、右,此次试验采用水力穿层压裂。量等参数不断发生着变化,注水时间可根据注水过在11041工作面轨道巷高位抽排巷下段,施工程中压力及流量的变化来确定,当注水泵压降为峰2个压裂钻孔(7号﹑9号)和1个观察孔,孔径值压力的30%左右,可以作为注水结束时间。70mm,压裂孔孔深222m和26m,封孔深度从开始注水到水力压裂措施结束大约需要20m,封孔器长度10m。压裂过程中从小到大,最360min。每5min升压2MPa,泵压达到设计要求,大注水压力25MPa,最大注水流量037m/min,3稳定一段时间后,压力迅速下降,并持续
8、加压时压总注水量约20m。压裂结束后,施工了7个抽放力无明显上升,或者巷道瓦斯浓度明显升高时,说孔对压裂效果进行检验。明巷道迎头产生裂缝,此时停泵,关闭卸压阀,压4211011工作面轨道巷水力顺层压裂试验裂程序结束。试验地点位于11011工作面轨道巷578m处(34钻场)。巷道布置正处
