煤矿井下水力压裂加骨料增透瓦斯抽采技术应用

陈 建，贾秉义，董瑞刚，孙四清，赵继展

(1.淮河能源控股集团煤业分公司，安徽 淮南 232001；2.中煤科工集团西安研究院有限公司，陕西 西安 710077；3.淮河能源控股集团煤业分公司潘三煤矿，安徽 淮南 232052)

受多期构造运动影响，碎软低渗煤层在我国广泛发育，在应力作用下，煤层破碎，裂缝不发育，连通性较差，导致煤层渗透性较差，瓦斯抽采困难。随着矿井开采深度的增加，地应力条件更趋复杂，瓦斯抽采难度进一步加大[1，2]。水力压裂技术被证明是增加煤层透气性，改善煤层瓦斯抽采效果的有效技术途径[3，4]，目前已经在地面煤层气、油气田和页岩气开发中广泛应用[5，6]。相关科研人员将地面水力压裂设备改造升级以后引入了煤矿井下，并已经在全国多个矿区进行了推广应用。目前煤矿井下已经实现了底板穿层钻孔水力压裂[7]、底板穿层定向长钻孔整体压裂[8]、本煤层顺层定向长钻孔整体压裂[9]、定向长钻孔分段压裂等[10]，并且取得了不错的应用效果，初步证明了水力压裂增透技术在煤矿井下瓦斯防治领域的应用前景。但是受限于煤矿井下作业空间、水力压裂施工设备能力，施工工艺等条件，目前煤矿井下水力压裂用压裂液均为清水，尚未开展水力压裂加骨料增透相关研究。而清水压裂形成的裂缝在地应力和岩层自重的作用下会逐渐闭合，导致压裂区域钻孔瓦斯抽采流量衰减速度快，水力压裂效果维持时间较短。

目前地面常用的水力压裂加骨料增透装备体积大，功率高，系统连接复杂，对施工条件要求较高，无法直接应用于煤矿井下。……