煤炭工程

作者：任仲久

单位：中煤科工集团沈阳研究院有限公司

关键词：水射流扩孔,导向槽,定向水力压裂,煤层增透,瓦斯抽采,

针对低透气性高瓦斯煤层预抽瓦斯困难问题, 提出导向槽定向水力压裂煤层增透技术,通过理论推导计算煤层段扩孔后塑性区分布, 分析穿层钻孔煤层段水压裂缝的起裂与扩展, 揭示导向槽定向水力压裂煤层增透的力学机制, 研发导向槽定向水力压裂煤层增透装备。在山西中兴煤矿进行现场应用, 结果表明: 利用水射流方法对穿层钻孔煤层段进行扩孔, 使得煤中产生形似圆柱孔洞, 穿层钻孔围岩塑性区半径与钻孔半径成正比, 钻孔扩孔是增大塑性区范围的一种有效方法, 裂隙扩展明显, 瓦斯采出率提高。同时研发了一种导向槽定向水力压裂防突成套装备, 主要部件有移动高压水力泵站、喷头、喷嘴、螺旋辅助排渣水射流高压钻杆、孔口防喷装置以及高压旋转接头, 结合井下水力化作业远程监测和控制, 现场监测结果表明, 通过增透作业钻孔的方法, 平均瓦斯浓度和瓦斯抽采混合量提高到常规孔的2. 75 倍和1. 81 倍, 说明采取导向槽定向水力压裂措施的增透效果显著。

来源：2024年第2期

《煤炭工程》期刊编辑部

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