密集水力沖孔增透抽采瓦斯試驗(yàn)研究

張福旺，秦汝祥，楊應(yīng)迪

(1．平頂山天安煤業(yè)九礦有限責(zé)任公司，河南 平頂山 467000；2．安徽理工大學(xué) 能源與安全學(xué)院，安徽 淮南 232001)

0 引 言

高瓦斯低透氣性突出煤層高效預(yù)抽瓦斯是煤礦生產(chǎn)面臨的難題之一，影響著礦井采掘接替平衡，更是礦井安全生產(chǎn)的桎梏。保護(hù)層開(kāi)采條件下預(yù)抽被保護(hù)層瓦斯是最經(jīng)濟(jì)最有效的瓦斯治理措施。無(wú)保護(hù)層開(kāi)采的地質(zhì)條件，開(kāi)采層強(qiáng)化增透就成為了預(yù)抽煤層瓦斯的必然選擇，目前的煤層強(qiáng)化增透措施有煤層密集鉆孔、深孔預(yù)裂爆破、高壓空氣炮、CO2相變致裂和水力化措施等，其中，水力化措施[1-4]在易于發(fā)生煤與瓦斯突出的“三軟”煤層的瓦斯治理中效果較為顯著，得到了廣泛關(guān)注與應(yīng)用。劉海等[4]提出煤層淹沒(méi)水射流擴(kuò)孔方法，測(cè)試了鉆孔有效影響半徑。陳久福等[5]提出煤層群分層水力壓裂增透技術(shù)方法。馬海峰等[6]針對(duì)千米深井提出“水-砂-水”水力壓裂技術(shù)，提高了鉆孔抽采瓦斯的濃度和流量。楊正宇等[7]提出水力沖孔和水力壓裂一體化方法，實(shí)現(xiàn)了煤層卸壓增透目的，提高了鉆孔抽采瓦斯的濃度和純量，進(jìn)而縮短煤層瓦斯抽采達(dá)標(biāo)時(shí)間。于寶種[8]采用高壓射流造穴，發(fā)現(xiàn)水力壓裂增透區(qū)半徑隨鉆孔半徑的增大而線(xiàn)性增大。已有研究表明，水力化措施好壞的關(guān)鍵是利用水力在煤體中形成孔洞，水力沖孔正是在松軟煤體中形成孔洞的最佳的方法，孔洞的形成對(duì)鉆孔周?chē)后w瓦斯的解吸與排放產(chǎn)生直接的影響。……