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《水力压裂技术在高瓦斯低透气性矿井中的应用》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33卷第7期重庆大学学报Vol.33No.72010年7月JournalofChongqingUniversityJul.2010文章编号:10002582X(2010)072102206水力压裂技术在高瓦斯低透气性矿井中的应用吕有厂(中平能化集团能源化工研究院,河南平顶山467000)摘要:针对高瓦斯低透气性矿井瓦斯难以抽放的问题,结合高压水动力特性,提出采用高压水力压裂煤层提高煤层透气性。根据第一强度理论,通过分析压裂孔周围应力状态,建立煤体破裂条件,研究煤体在高压水作用下的破裂机理,推导出压裂孔起裂压力临界值公式;另根据平煤十矿煤层赋存
2、特性,计算出煤层水力压裂所需的启裂压力,优化水力压裂参数;研制出水力压裂设备及工艺,并成功应用于该矿;数据分析表明,压裂后煤层瓦斯抽采流量、浓度均提高5倍以上。关键词:高瓦斯低透气性;水力压裂;瓦斯抽放中图分类号:TD821文献标志码:AApplicationthehydraulicfracturingtechnologyinthehighpressureandlowpermeabilitymineLVYou2chang(ResearchInstituesforEnergyandChemicalIndustryofZhongPingEnergy
3、ChemicalGroup,Pingdingshan467000,P.R.China)Abstract:Tosolvethegasdrainageproblemofthehighgasandlowpermeabilitymine,basedonthefeaturesofthehighpressurewater,thehydraulicfracturingtechnologyisproposedtoimprovethegasdrainagerate.Accordingtothefirststrengththeory,throughanalyzin
4、gthestressaroundtheborehole,thebrokenmechanismofthecoalunderhighpressureisstudiedandthefunctionofcriticalvalueisobtained.Inaddition,basedonthecoalfeaturesofthetenthmineofthePingdingshan,thefracturingpressureiscalculatedandthehydraulicfracturingparameterisoptimized.Theequipme
5、ntofthehydraulicfracturingtechnologyisdevelopedandappliedsuccessfullyinthemine.Anditisfoundthatthegasdrainagefluxandconcentrationareimprovedwithmorethan5times.Keywords:highpressureandlowpermeability;hydraulicfracturing;gasdrainage[1]我国煤矿多为高瓦斯低透气性矿井,在矿井为制约煤矿安全生产的瓶颈问题。各类重、特大事故
6、中,瓦斯事故所占比重最大,对矿解决高瓦斯低透气性煤层煤与瓦斯突出问题的[5]井造成的损失最严重。且随着煤层开采深度增加,关键在于提高煤层渗透率,有效进行瓦斯抽采。突出煤层的数量也呈增加趋势,煤与瓦斯突出矿井当前的方法主要包括突出煤层钻深孔、深孔预裂爆[627]也随之增多,在许多矿区,例如天府、松藻、淮南、徐破和一些水力化措施。突出煤层钻深孔的方法州、平顶山、焦作、鹤壁、郑州等,煤与瓦斯突出已成在松软煤层钻孔过程中往往会出现塌孔、喷孔和夹收稿日期:2010201207基金项目:国家创新群体基金资助项目(50921063);重庆市杰出青年基金资助项
7、目(CSTC,2009BA6047)作者简介:吕有厂(19642),男,中平能化集团能源化工研究院教授级高工,主要从事瓦斯治理和综合利用技术方向的研究,(E2mail)leo.liuyong@163.com。第7期吕有厂:水力压裂技术在高瓦斯低透气性矿井中的应用10324钻等问题,致使钻孔长度小,钻孔数量多,而达不到1-λaaτθr=q0(1+22-34)sin2θ。(6)预定抽采效果;深孔爆破虽然能够起到松动原始煤2rr体达到提高渗透率的作用,但在具有煤与瓦斯突出根据叠加原理,煤层在水压和地应力双重作用危险的煤层中采用时常常会诱发突出灾害的发
8、生;下内部任意点处的应力状态为2水力压裂技术在石油工业中已经有较成熟的应用,σrr=1+λq0(1-a)-1-λq0×22r2然而在煤矿瓦斯抽采中应用
