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1、28探礦工程(巖土鉆掘工程)2014年第41卷第11期松軟低透氣性煤層跟管鉆進(jìn)及壓裂抽采技術(shù)研究分析冀前輝(中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司，陜西西安710077)摘要：針對我國松軟低透氣性煤層瓦斯抽采難題，提出了采用跟管鉆進(jìn)和水力壓裂技術(shù)提高松軟煤層鉆孔深度和煤層透氣性，通過布孔設(shè)計(jì)、應(yīng)力分析論證了該方法的施工可行性，討論了該方法的施工步驟。該技術(shù)有望成為解決松軟低透氣性煤層瓦斯抽采難題的新工藝方法。關(guān)鍵詞：松軟低透氣性煤層；瓦斯抽采；跟管鉆進(jìn)；水力壓裂中圖分類號：P634；TD712．6文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672—7428(2014)11—0028—03ResearchandAnaly
2、sisonDrilling·-while-casingandFracturingDrainageinSoftandLowPermeabilityCoalSeams／flQian—hui(Xi’anResearchInstituteofChinaCoalTechnology＆EngineeringGroup，Xi’anShaanxi710077，China)Abstract：Inordertoimprovethedrillingdepthandthepemleabilityofsoftandlowpermeabilitycoalseams，anewtech—niqueincludingunder
3、groundcasing—while—drillingandhorizontalhydraulicfracturingisproposed．Thepaperdiscussesthefeasibilityandexecutionstepsofthistechnologybasedontheboreholedesignandstressanalysis．Itispossiblethatthistechniquebecomesallewtechnologytosolvethegasdrainagedifficultiesinsoftandlowpermeabilitycoalseams．Keywor
4、ds：softandlowpermeabilitycoalseams；gasdrainage；casingwhiledrilling；hydraulicfracturing1松軟低透氣性煤層抽采現(xiàn)狀由于受到鉆孔深度淺以及抽采效率低的限制，松軟低透氣性煤層在我國可采煤層中占有很大目前我國松軟低透氣性煤層工作面寬度往往較窄，比例，這樣的煤層一般煤質(zhì)松軟、滲透性極差、瓦斯限制了采煤效率。含量高、瓦斯壓力大，是煤礦瓦斯事故的多發(fā)煤層。本煤層鉆孔預(yù)抽瓦斯是治理煤層瓦斯災(zāi)害、防止瓦2跟管鉆進(jìn)壓裂技術(shù)斯事故、保障煤礦安全生產(chǎn)的有效手段¨，然而在增加鉆孔成孔率、提高煤層透氣性是突破松軟松軟低透氣性煤層中進(jìn)行瓦
5、斯抽采面臨2個(gè)方面的低透氣性煤層瓦斯抽采技術(shù)“瓶頸”的關(guān)鍵。跟管難題。第一，由于松軟煤層可鉆性差，在這樣的煤層鉆進(jìn)壓裂抽采技術(shù)是指：先采用跟管鉆進(jìn)技術(shù)在松中鉆進(jìn)成孔非常困難。泥漿(清水)鉆進(jìn)往往引起軟突出煤層中實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離鉆孔，以便增加鉆孔成孔孔壁坍塌等事故，不適用于松軟煤層鉆進(jìn)。干式螺率和鉆孔深度，然后采用壓裂技術(shù)增加煤層透氣性旋鉆進(jìn)由于沒有沖洗介質(zhì)從而能夠減少對孔壁的沖(見圖1)，具體的實(shí)施步驟如下。刷作用，在一定程度上能夠提高鉆孔深度，然而該鉆2．1布孔設(shè)計(jì)進(jìn)方法對于設(shè)備能力要求高，鉆孔深度有限(鉆孔鉆孔位置及鉆孔方向的選擇直接影響到壓裂過深度多在100m左右、很難突破150m)。采用空氣
6、程中裂縫的產(chǎn)生，從而對后期瓦斯抽采的效果起到鉆進(jìn)方法在一些礦區(qū)取得了較好的應(yīng)用，一定程度決定性作用，合理進(jìn)行鉆孔布孔設(shè)計(jì)是該技術(shù)的關(guān)上提高了鉆孔深度和成功率，然而卡鉆、抱鉆事故也鍵之一。由于裂縫始終是沿著垂直于最小應(yīng)力的方經(jīng)常發(fā)生。由于鉆孔不能達(dá)到預(yù)定深度，在很大程向發(fā)展，當(dāng)沿著最小應(yīng)力方向進(jìn)行鉆孔布置時(shí)，能夠度影響了瓦斯抽采效率。第二，即使鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)取得最好壓裂效果l_1jJ，因此在具體施工時(shí)，應(yīng)首先深度，由于煤層透氣性低、瓦斯流動(dòng)性差、抽采半徑對煤層進(jìn)行應(yīng)力分析，找出最小應(yīng)力方向，結(jié)合煤礦小，往往達(dá)不到預(yù)期的抽采效果，在煤礦施工現(xiàn)場現(xiàn)有地質(zhì)資料及相關(guān)參數(shù)探測結(jié)果，針對煤層進(jìn)行中，為了保證
7、安全，往往需要在采煤前補(bǔ)鉆鉆孔-zJ，應(yīng)力分析，找出煤層最小應(yīng)力方向及大小，必要時(shí)進(jìn)這就增加了工序和工人勞動(dòng)強(qiáng)度。行預(yù)壓裂施工分析，即自煤層上一水平巷道向下收稿日期：2014-一03—3l作者簡介：冀前輝(1984一)，男(漢族)，河南禹州人，中煤科工集團(tuán)兩安研究院有限公司工程師，礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)，碩士，從事煤礦勘探機(jī)械及煤層氣工藝的科研工作，陜西省西安市錦業(yè)一路82號，jiqianhui@ec
