碎软煤层井下水力压裂提升瓦斯抽采效率与效果

本文主要探讨了针对低透气性碎软煤层普遍存在的瓦斯抽采难题，采用的一种创新技术——多点定向长钻孔水力压裂高效瓦斯抽采技术。这种技术旨在通过改进传统的开采方法，提升在这些特殊煤层中的瓦斯抽取效率和效果。 碎软煤层因其煤质碎软且渗透性较低，导致钻孔施工困难，瓦斯抽采效率低下。为解决这个问题，研究者首先研究了水力压裂增透机理，即如何通过高压液体在煤层中破裂并形成裂缝网络，从而增强煤层的渗透性，让瓦斯更容易流动出来。这一过程涉及到压力的选择、支撑剂的应用以及裂缝扩展的影响因素。 文章介绍了一种井下水力压裂快速封孔装备，这种装备能够在完成压裂后迅速封闭钻孔，减少泄露风险，同时保证施工质量和效率。在现场试验中，通过对压裂参数如压力、流量和支撑剂类型等因素的实时监控与分析，研究人员揭示了压裂过程中参数变化的规律，并提出了评价水力压裂效果和瓦斯抽采效果的方法。 实验结果显示，该技术显著提升了井下水力压裂的封孔效率和施工质量，使得试验区域内煤储层的水分提高了4.31倍，透气性也提高了4.88倍，这意味着瓦斯的流动性和可抽取性得到了显著增强。压裂影响范围表现出明显的特点，沿钻孔径向影响范围大约为50至60米，而轴向影响范围最大可达40米。经过压裂后的连续抽采，233天内累计抽采纯瓦斯量达到了25.14×10^4立方米，日最高抽采量达到3077.41立方米，这表明瓦斯含量明显降低，达到了34.67%。 这项技术不仅解决了低透气性碎软煤层的瓦斯抽采问题，还兼顾了安全性、能源利用和环保效益，对于优化煤矿生产接续、提升矿井整体运营效率具有重要意义。它为处理此类复杂地质条件下的瓦斯治理提供了一个有效且可持续的解决方案，有望在未来得到更广泛的应用和推广。