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水力压裂增透技术在瓦斯抽采中的应用
作者:杨帆
来源:《中国化工贸易·下旬刊》2019年第12期
摘要:随着煤矿开采逐渐向深部延伸,瓦斯灾害越来越严重,而且水力压裂增透技术是增大瓦斯抽采的主要方法,提高了瓦斯抽采率,增大了煤层透气性。
关键词:水力压裂;增透技术;瓦斯抽采;应用
1 瓦斯抽采现状
在瓦斯抽采过程中,煤层赋存条件、煤层硬度、地质构造、煤的破坏类型、埋藏深度等因素都会在一定程度上影响煤层透气性,进而影响瓦斯抽采的顺利进行,如果煤层透气性较高,则抽采效果也会得到有效提升。但是,我国很多煤层一般为低渗透煤层,因此瓦斯抽采难度较大。对此,在瓦斯抽采过程中,应注意适当扩大煤层裂隙范围和密度,提升煤层透气性,这样才能够保证瓦斯抽采效果。现如今,常见的煤层强化增透技术主要有深孔控制预裂爆破技术、水力压裂增透、CO2预裂增透、水力扩孔以及水力割缝技术等。
2 水力压裂增透技术原理概述
2.1 裂缝起裂原理
在水力压裂技术的实际应用中,首先对煤层钻孔,然后通过钻孔将流体压入至煤层中,在此过程中,需对液体压入速度进行观察,如果液体的压入时间明显大于煤层的吸水速度,则流动性也会有所增加,液体不断流入煤层中。与此同时,液体压力增加,当液体压力大于煤层岩压时,通过挤压作用,产生煤层裂隙,保证煤层流通性。与此同时,煤层渗透性也会随之增加、裂隙宽度增加,能够有效促进煤层瓦斯的流动,为瓦斯抽采提供有利条件。
2.2 裂缝延伸原理
在向弱面充水空间注水时,在注水泵的作用下,会产生一定的压力,即注水压力。另外,在煤层孔隙的润湿作用以及毛细作用下,会损失一部分注水压力,这一部分损失的压力就被称为滤失压力。如果注水压力小于滤失压力,就会造成水流入煤层裂隙系统中,水流混合煤粒,就会形成封堵带。
在这种情况下,一级弱裂面压力逐渐升高,这样就会造成煤层裂隙扩大,导致封堵作用受到削弱,随着煤粒逐渐向四周扩散,就会形成二次封堵。
2.3 压裂增透原理
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