煤炭工程

作者：屈花荣

单位：陕西陕煤韩城矿业有限责任公司，陕西 韩城715400

关键词：低透煤层 , 水力冲孔 , 注气驱替 , 集中应力 , 多物理场耦合,

为提高低透煤层水力冲孔钻孔卸压瓦斯抽采效果，消除冲孔诱发的集中应力对瓦斯流动的负效应，提出了水力冲孔协同注气驱替强化瓦斯抽采方法。同时，为探讨影响水力冲孔协同注气驱替增抽瓦斯效果的因素，建立了多组分气体储运过程流-固耦合模型，分析了不同冲孔钻孔等效直径、注气压力和钻孔间距对瓦斯增流和消突效果的影响规律。结果表明：冲孔钻孔等效直径越大，注气初期增流效果越显著；注气后期冲孔钻孔等效直径对增流效果的影响逐渐减小。注气时间小于25d时，等效直径2.4m条件瓦斯抽采纯量明显高于等效直径1.6m 条件。当注气时间大于25d时，两种条件下的瓦斯抽采纯流量逐接近并在后期出现等效直径2.4m条件瓦斯抽采纯流量小于1.6m条件的现象。注气初期注气压力对增流效果影响不大；注气时间逐渐增大时，注气压力对增流效果的影响逐渐减小。钻孔间距对瓦斯增流和消突效果影响并不显著，但钻孔间距较大时可能出现增产滞后现象。因此，虽然较大的冲孔钻孔等效直径与注气压力条件，能有效缩短消突周期，但是注气驱替后期效果并不显著。现场工程试验结果表明，采用低透煤层水力冲孔与注气驱替协同增抽瓦斯技术后，钻孔瓦斯抽采流量最大提高至0.0325m3/min，增流44%~85%。与此同时，钻孔瓦斯抽采浓度最大提高至79.3%，浓度提高了103%~167%。

来源：2025年第6期

《煤炭工程》期刊编辑部

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