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1、水力壓裂提高抽放濃度技術(shù)在大眾煤礦的試驗及應(yīng)用孫世金I朱振2孟凡冊I馮亮青I（1、安陽大眾煤業(yè)有限責(zé)任公司，河南安陽4551332；安陽鑫龍煤業(yè)（集團）有限責(zé)任公司河南安陽455133；）摘要：通過對大眾礦12051下順槽水力壓裂實驗，在掘進(jìn)工作面前方壓裂增透區(qū)域的煤體得到了有效卸壓，透氣性人幅度提高，瓦斯得到釋放，瓦斯抽采濃度人幅度提高，抽采瓦斯純量提高，實驗的應(yīng)用確保了12051工作面的順利貫通。關(guān)鍵詞：水力壓裂卸壓透氣性瓦斯?jié)舛?、礦井基本情況安陽大眾煤業(yè)有限責(zé)任公司煤礦區(qū)位于安陽市西北約30km處，南距水冶鎮(zhèn)7km,行政隸屬安陽縣銅冶鎮(zhèn)管轄。井田
2、南北上約7.56km,東西長約2.20km,面積16.0434km2?，F(xiàn)開采二1煤層，開采深度：從?100m至-818me礦區(qū)二i煤層屬沼氣帶范圍，瓦斯含量高,煤層呈粉狀、鱗片狀、粒狀，少許塊狀，堅固性較差，為松軟厚煤層，瓦斯放散初速度大,鉆孔測定瓦斯壓力髙，該礦曾發(fā)生過煤與瓦斯突出（為屮小型突出）。2、試驗工作面概況12051I作而下順槽水平標(biāo)高在一310-320mZ間，采用3mU29型鋼支架，掘進(jìn)斷而8.7m2,凈斷面8.1nf,總工程量550米。12051下順槽位于12051工作面下部，開口于12051皮帶巷坡底，開始沿方位角146°向前按一150
3、的坡度掘進(jìn)30m后，再沿煤層頂板以方位角219°掘進(jìn)550m至12051切眼位置。12051下順槽掘進(jìn)工作面采用FBDNq6/2X15kw對旋通風(fēng)機（一備一用）向工作而供風(fēng)，局扇安裝在12051下順槽進(jìn)風(fēng)巷外口的全負(fù)壓新風(fēng)中，新鮮風(fēng)流由12采區(qū)軌道下山經(jīng)局扇壓入掘進(jìn)工作面；乏風(fēng)經(jīng)12051下順槽冋風(fēng)巷直接排入12采區(qū)回風(fēng)巷，構(gòu)成安全可靠的獨立通風(fēng)系統(tǒng)。詳見圖2-112051I作血平血圖停采錢1205L工作面12051^^12釆區(qū)執(zhí)遺下山12采區(qū)皮?下山亠2釆區(qū)E1風(fēng)下山停采線=圖2-112051工作面平面圖3、水力壓裂提高抽放濃度技術(shù)原理及施工3.1水力
4、壓力技術(shù)原理井下水力壓裂的基本原理是使用高壓水泵將水或者壓裂液通過高壓管注入到煤體內(nèi)，煤體經(jīng)高壓水的壓裂出現(xiàn)破碎裂隙。裂隙之間相互連接，使煤體的暴露面積增大，從而增加了煤層的透氣性，通過負(fù)壓帶管連抽，起到增加瓦斯抽采量。使得抽采達(dá)標(biāo)，瓦斯壓力、壓力含量降到國家規(guī)定的臨界值以下。3.2水力壓裂操作系統(tǒng)及施工煤礦井下壓裂系統(tǒng)由電動注漿泵、供水系統(tǒng)、水箱、壓力表、高壓管路、遠(yuǎn)程監(jiān)測監(jiān)控以及連接裝置的水管、專用的電器控制裝置等組成。水力壓裂的工藝流程：1、提前準(zhǔn)備加工好耐高壓鍍鋅管30米及法蘭盤；2、封孔時候至少有3?4名工人施工，將鍍鋅管插入打好的煤孔內(nèi)，釆用
5、壓裂專用化學(xué)材料充填封孔（A、B封孔劑混合）；3、將孔內(nèi)封實之后，在孔口位置，采用快干水泥將孔口位置固定。4、等到孔內(nèi)的化學(xué)材料徹底的凝固之后，裝上法蘭盤。法蘭盤的后部和水力壓裂高壓膠管相連接。在實施此次水力壓裂時，根據(jù)12051下順槽的頂?shù)装鍘r石性質(zhì)和煤層的硬度、瓦斯含量綜合計算最終將水力壓裂的鉆孔開口方位、傾角、夾角及鉆孔的設(shè)計深度和封孔深度各種參數(shù)予以確定。12051工作面下順槽為煤巷掘進(jìn)頭布置壓裂孔，壓裂孔孔徑①89mm,沿巷道掘進(jìn)方向施工，壓裂孔長度60?70m,封孔長度30m；鉆孔封孔方式釆用壓裂專用化學(xué)材料充填封孔（A、B封孔劑混合），專用
6、封孔泵注漿完成，封孔長度為30mo注水壓力是所有水力化措施屮的重要參數(shù)。此次水力壓裂注水壓力，由起初的17KP*逐步上升到26KPa0若注水壓力過低，不能充分壓裂煤體，煤層結(jié)構(gòu)不會發(fā)生明顯的變化，煤體內(nèi)部不會產(chǎn)生相應(yīng)的裂隙，只是相當(dāng)于低壓注水濕潤措施，短時間內(nèi)注水起不到卸壓防突和提高抽采濃度的作用；若注水壓力過高，導(dǎo)致煤體在地應(yīng)力和水壓綜合作用下迅速變形，煤層受到內(nèi)在壓力的推動，若操作不當(dāng)，可能誘發(fā)事故。因此，合理的注水壓力應(yīng)該能夠快速、有效破裂松動煤體，進(jìn)而改變煤體孔隙和裂隙的容積及煤體結(jié)構(gòu)，排放煤體瓦斯，達(dá)到消突的目的。此次試驗壓裂時間在2小時左右。
7、圖3?1為壓裂封孔示意圖壓裂段圭寸孔深度孔口裝置L圖3?1為壓裂封孔示意圖3.3水力壓裂提高抽放濃度技術(shù)效果壓裂后瓦斯抽采測量工作于3月19日開始。壓裂后針對12051工作面下順槽未受到壓裂影響的1#鉆場與受到壓裂影響的6#鉆場進(jìn)行對比，瓦斯抽采數(shù)據(jù)如表3-1鉆場抽采數(shù)據(jù)對比表所示未受到壓裂影響區(qū)域的鉆場抽采數(shù)據(jù)受到壓裂影響區(qū)域的鉆場抽采數(shù)據(jù)12051下順槽1號鉆場12051下順槽6號鉆場孔號流量m3/min濃度％日抽采量m3日抽放采暈m3流量m3/min濃度％日抽采量n?日抽放采量m310.0797.3113.76&304480.08193.2116.
8、6410&7084820.0818.9116.6410.380960.03732
