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水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的效果分析与应用

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水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的效果分析与应用

作者:刘凯

来源:《山东工业技术》2015年第20期

摘要:为实现对煤矿瓦斯的有效治理,越来越多的煤矿开始研究水力压裂技术,并在实

践应用中取得了比较理想的应用效果。本文基于水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的效果进行分析,先概述了水力压裂技术,然后介绍了水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的作用,最后结合实例加以探讨,以期为煤矿的安全、高效生产提供有益参考。

关键词:水力压裂技术;瓦斯治理;效果;应用

对国内煤矿进行统计发现,大多数煤矿煤层的透气性不理想,除此之外,瓦斯含量也比较高,正因如此,瓦斯事故在所有矿难事故之中占有较大比例,与此同时,还会导致严重的人员伤亡和难以估量的经济损失[1]。随着煤层开采深度的不断加深,突出煤层也相应增多,这对

煤矿的生产安全埋下了严重的隐患。在传统煤矿瓦斯治理工作中,缺乏效果显著的治理措施,而伴随着水力压裂技术的不断成熟,能够比较理想地增加煤层的透气性,与此同时,还能够明显降低煤层之中瓦斯的实际含量,表现出了良好的应用效果。

1 水力压裂技术概述

水力压裂是应用于地面煤层气开发利用的一项现代技术,大多应用于具有原生结构的煤层,其工作原理是将水作为动力,使煤体出现裂隙,施加超过地层滤失速率的排量和超过地层耐破上限的压力,让煤层之中不同等级的弱面内通过对弱面面壁形成流体压力,导致空间上的一定膨胀,以此推动这一弱面不断地进行扩张以及延伸,到一定程度之后破裂产生裂缝,并彼此连通,形成相互联系的网络,最终提升煤层以及抽采管路之间的联通能力。

水力压裂技术的一般工艺流程如下:供水管→水箱→连接管→注水泵→高压水管→专用封孔器→钻孔→煤体[2]。

2 水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中作用

(1)增加煤层透气性。以煤层为对象进行水力压裂操作,可以为煤层制造出更多的裂隙,不仅如此,还能够大幅增加煤层裂隙的长度,赋予煤层间更为理想的透气性。

(2)消除煤层的瓦斯突出危险性。向煤层注入一定的水,能够对基质块中储存的瓦斯做“封闭”处理,提升瓦斯由吸附态转变成游离态的难度系数,即意味着大幅增加了煤层之中瓦斯的残留量,从而实现对瓦斯涌出量的有效减少和控制。如某煤矿采用水力压裂技术之后,其采

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