高瓦斯煤層井下穿層水力壓裂強(qiáng)化增透技術(shù)研究.pdf

1、本文運(yùn)用理論研究、數(shù)值模擬與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的相結(jié)合的方法，將新莊孜礦C13煤層作為試驗(yàn)對(duì)象，考察了水力壓裂的實(shí)施起到的作用。事實(shí)證實(shí)，水力壓裂工作實(shí)施后，C13煤層的瓦斯?jié)舛却蠓冉档?、瓦斯抽采率大大提高、透氣性明顯有所改善，有效的預(yù)防了煤與瓦斯突出的可能性。
　　對(duì)水力壓裂增透理論進(jìn)行了研究，大直徑鉆孔能夠使鉆孔周圍卸壓范圍增大;鉆孔周圍裸露的煤體大大增多;煤體內(nèi)氣體流動(dòng)性增強(qiáng)，透氣性大幅度改善。
　　運(yùn)用RFPA2D軟件進(jìn)行模

2、擬實(shí)驗(yàn)，煤層起裂壓力為30MPa，壓裂結(jié)束后，裂隙延伸擴(kuò)展長(zhǎng)度可達(dá)到35～40m左右;按照應(yīng)力的分布情況把鉆孔四周的煤體可劃成四個(gè)區(qū)域，從中心位置到煤體深部依次為:卸壓區(qū)(0～35m);集中區(qū)(35～50m);過(guò)渡區(qū)(50～62.5m);原始應(yīng)力區(qū)(＞62.5m)。單孔水力壓裂影響范圍半徑可達(dá)35m;通過(guò)水力壓裂的實(shí)施，煤層滲透性一定程度上得到了改善，提高了將近25倍。壓裂過(guò)程中，水流量最高可達(dá)400m3/(d·m)，說(shuō)明煤體的滲透性顯

3、著得到改善。
　　根據(jù)壓裂區(qū)域煤層含水率的變化規(guī)律，初步判斷壓裂半徑大于50m;根據(jù)壓裂區(qū)域煤體內(nèi)的瓦斯含量變化規(guī)律得知，壓裂半徑在30～50m之間。鉆孔40m區(qū)域內(nèi)，壓裂效果明顯，瓦斯含量顯著下降，說(shuō)明在壓裂孔影響范圍達(dá)到40m。根據(jù)壓裂區(qū)域煤層含水率的變化規(guī)律，初步判斷壓裂半徑大于50m;通過(guò)測(cè)定未壓裂的煤體的瓦斯壓力為4.9MPa，水力壓裂過(guò)后，通過(guò)求解，瓦斯壓力急劇減小，減小至1 MPa;原始的透氣性系數(shù)為0.032m2/