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《潘一礦水力壓裂實(shí)施方案》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、潘一煤礦21111(1)順槽底抽巷水力壓裂方案中煤科工集團(tuán)重慶研究院淮南礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司潘一煤礦2014年3月2目錄1前言12水力壓裂增透工藝試驗(yàn)32.1壓裂地點(diǎn)概況及壓裂鉆孔布置32.2井下水力壓裂增透措施52.3壓裂孔封孔工藝62.4壓裂試驗(yàn)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)73水力壓裂效果考察93.1壓裂有效半徑范圍考察93.2實(shí)驗(yàn)室煤樣基本參數(shù)測(cè)定93.3煤層瓦斯含量計(jì)算103.4煤層透氣性系數(shù)測(cè)定113.5抽采半徑考察12131前言水力壓裂是以水作為動(dòng)力，使煤體裂隙暢通的一種措施。水力壓裂增透技術(shù)就是通過(guò)
2、鉆孔向煤層壓入高壓水，當(dāng)水壓入的速度遠(yuǎn)超過(guò)煤層的自然吸水能力時(shí)，由于流動(dòng)阻力增加，進(jìn)入煤層的液體壓力逐漸上升，當(dāng)超過(guò)煤層上方的巖壓時(shí)，煤層內(nèi)原來(lái)的閉合裂隙就會(huì)被壓開(kāi)形成新的流通網(wǎng)絡(luò)，煤層滲透性就會(huì)增加。當(dāng)壓入的液體被排出時(shí)，壓開(kāi)的裂隙就為煤層瓦斯的流動(dòng)創(chuàng)造了良好的條件。對(duì)煤層進(jìn)行水力壓裂后，改變了煤的物理力學(xué)性質(zhì)、滲透性質(zhì)以及煤層的應(yīng)力狀態(tài)，相應(yīng)地改變突出的激發(fā)和發(fā)生條件，從而可使采掘作業(yè)時(shí)防止或減少突出的危險(xiǎn)。水力壓裂可使煤中裂隙和孔隙的容積以及煤的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，甚至造成煤的破裂和松動(dòng)，起到水力
3、疏松煤體的作用，使煤層近工作面部分卸壓和排放瓦斯。煤體的濕潤(rùn)，可引起發(fā)生突出的條件和突出煤層的性質(zhì)發(fā)生以系列的變化。研究和試驗(yàn)考察表明，煤體注水濕潤(rùn)可使煤的力學(xué)性質(zhì)發(fā)生明顯變化，煤的彈性和強(qiáng)度減小、塑性增大，從而使巷道前方的應(yīng)力分布發(fā)生根本變化，即高應(yīng)力區(qū)向煤體深部轉(zhuǎn)移，應(yīng)力集中系數(shù)減小。煤體濕潤(rùn)后，透氣性成百和上千倍低降低，水對(duì)瓦斯起到明顯的阻礙效應(yīng)，煤中瓦斯涌出量和速度都大幅度地下降。上述的各種變化表明，注水濕潤(rùn)煤體可以消除或降低煤層和近工作面處的突出危險(xiǎn)?？傮w來(lái)說(shuō)，水力壓裂從以下三方面降低煤
4、層的突出危險(xiǎn)性：（1）對(duì)煤層的物理力學(xué)性質(zhì)改變作用：具有壓裂作用，通過(guò)水力壓裂可以使裂隙不斷貫通、擴(kuò)大，擴(kuò)大潤(rùn)濕半徑，并產(chǎn)生“膨脹－收縮－膨脹”的反復(fù)作用，最大范圍地改變煤層的物理力學(xué)性質(zhì)；（2）對(duì)瓦斯的驅(qū)替作用：通過(guò)水力壓裂最大限度的使水滲入到不同孔徑的裂隙、孔隙中，最大限度地增加煤體的潤(rùn)濕性，會(huì)將不同孔內(nèi)的瓦斯氣體驅(qū)替出來(lái)；（3）改變地應(yīng)力的分布規(guī)律：水力壓裂可以使得工作面前方應(yīng)力通過(guò)水壓的傳遞作用變得更加均勻，從而降低由于應(yīng)力不均勻分布造成的煤層突出的危險(xiǎn)性。含瓦斯煤體實(shí)施水力壓裂后，抽采鉆
5、孔短時(shí)間內(nèi)瓦斯?jié)舛扰c抽采量均大幅增加，加快了抽采速度，降低了煤層瓦斯含量，是提高瓦斯抽采效率的有效技術(shù)手段之一。潘一礦21111(1)順槽區(qū)域瓦斯壓力大，含量高，鉆孔工程量大，掘進(jìn)速度緩慢，制約了礦井的生產(chǎn)接替，因此需尋求一種增透強(qiáng)化抽采工藝技術(shù)，提高礦井的生產(chǎn)效率。為提高煤巷條帶穿層消突鉆孔的預(yù)抽效果，增加煤層透氣性，選擇對(duì)21111(1)13順槽底抽巷采取水力壓裂增透技術(shù)。方案編制及設(shè)計(jì)的主要依據(jù)如下：(1)《煤礦安全規(guī)程》，國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局，2012年；(2)《防治
6、煤與瓦斯突出規(guī)定》，國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局，2009年；(3)《煤礦瓦斯抽放規(guī)范》，國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局，AQ1027-2006，2006年；(4)《煤礦瓦斯抽采指標(biāo)暫行規(guī)定》，國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局、國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、國(guó)家能源局、國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局，2011年；(5)《煤礦井下煤層瓦斯壓力的直接測(cè)定方法》（2007版）,AQ/T1047-2007；(6)《煤層瓦斯含量井下直接測(cè)定方法》(2009版)，GB/T23250-2009(7)潘一礦提供的相關(guān)資料。132水力壓裂增透工藝試驗(yàn)潘
7、一煤礦21111（1）順槽底抽巷穿層鉆孔抽采濃度較低，為提高揭煤消突鉆孔的預(yù)抽效果，達(dá)到快速消突的目的，選擇對(duì)該處揭煤采取水力壓裂增透技術(shù)。為保證水力壓裂工作安全有序進(jìn)行，特編制本安全技術(shù)措施方案。2.1壓裂地點(diǎn)概況及壓裂鉆孔布置潘一礦21111（1）順槽底抽巷（-790m東翼膠帶機(jī)大巷）為二水平運(yùn)煤大巷，兼做21111（1）順槽掩護(hù)巷。巷道斷面形狀為直墻半圓拱，巷道凈寬×凈高為：5500mm×4350mm。該巷道內(nèi)共安排3臺(tái)鉆機(jī)正常施工。該區(qū)域直接頂為11-3煤砂質(zhì)泥巖，厚度0～5.3/3.32
8、，m，砂質(zhì)泥巖：灰色，砂泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，砂質(zhì)含量不均，上部偶見(jiàn)植化碎片。11-3煤：黑色，碎塊至粉末狀，瀝青光澤，暗煤。直接底為泥巖11-1煤，0～9.08/4.52m，泥巖：灰色、局部深灰色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，層內(nèi)含較多植化碎片，薄層狀，巖性較脆，易碎，巖芯局部完整，局部發(fā)育碳質(zhì)泥巖。11-1煤：粉末狀為主。老底細(xì)砂巖2.84～31.7/14.34m，細(xì)砂巖：淺灰色，塊狀，細(xì)粒，石英長(zhǎng)石為主，硅鈣質(zhì)膠結(jié)，分選差，頂部與泥巖互為薄層狀，水平層理，抗壓強(qiáng)度為37.5Mpa。該區(qū)域綜合柱狀圖見(jiàn)圖2.
