顶板水力挠动强制卸压煤层瓦斯抽采工程实践*

田坤云，韩兆彦，毕寸光

(1.河南工程学院 资源与安全工程学院，河南 郑州 451191； 2.安阳市主焦煤业有限责任公司，河南 安阳 455141 )

0 引言

低透气性煤层的瓦斯抽采长期以来一直是矿井安全高效生产的瓶颈[1]。人为强制卸压是有效提高煤层透气性、扩大抽放钻孔影响范围、提高煤层瓦斯抽采增浓的重要手段[2]，其中煤层高压注水挠动是人为强制卸压的主要措施之一[3-4]。水力挠动起源于油气井田的开发过程中，由于其明显的工程效果，该技术被应用于煤层人工造缝领域，裂缝产生后煤层瓦斯扩散、渗流通道被打开，最终达到提高煤层透气性的效果。矿井水力挠动措施作用对象大多为煤体，受挠动技术水平和加载高压泵等设备的限制，取得较好瓦斯治理效果的案例较少。相关工程应用及室内实验均表明[5-7]，由于煤层赋存特征的复杂性，高压水挠动致裂并非适用于所有煤层。对于未受地质构造破坏或破坏程度较轻的坚硬煤体(原生结构和碎裂结构)而言，在高压水作用下，其内部能够产生贯通性较好的裂隙，且在持续注水条件下，裂隙能较好地延展，最终形成裂隙网络，瓦斯渗流通道打开，在负压作用下，能够实现较理想的瓦斯抽采效果；相反，对于受地质构造破坏影响较严重的松软煤体(碎粒结构和糜棱结构)而言，由于其遇水后塑性增强、体积增大，导致对其的挠动实质为挤胀，最终裂隙被水及煤体混合而成的煤泥封堵，瓦斯渗流通道被阻断，抽放效果反而明显降低，从而导致不少矿井盲目采用水力挠动进行强制卸压，但并未取得预期效果[8-10]。……