松软煤层水力压裂增透关键技术与现场应用

本文主要探讨了松软煤层井下水力压裂增透技术及其应用。松软煤层因其特性，如低弹性模量、抗压强度和抗拉强度，以及高泊松比和孔隙压缩系数，使得其易于发生塑性变形。这些特性在开采过程中对采掘效率和安全性构成了挑战。针对这些问题，研究者将松软煤层的井下水力压裂过程划分为三个关键阶段：煤体压密、裂缝起裂与裂缝扩展。 煤体压密阶段，通过注入高压流体，可以提高煤体的局部密度，减小其孔隙度，从而间接增强其强度和稳定性。裂缝起裂阶段，通过精心设计的压裂液，能够在煤层内部形成初始裂缝网络，这一步骤的成功依赖于对压裂液类型、压力和注液速度的精准控制。裂缝扩展阶段，裂缝继续延伸并连接，形成通达煤层的有效通道，增加煤层的渗透性，有助于改善开采时的煤炭运输和减少开采阻力。 为了确保压裂效果，文中提出了压裂工艺参数选择的参考原则，包括但不限于裂缝宽度、深度、破裂压力和裂缝连通性等。这些参数的选择必须考虑煤层的具体地质条件和工程实际，以达到最优的增透效果。通过在松软煤层典型矿区的现场试验，研究者验证了在合理工艺参数下，水力压裂确实能显著提升松软煤层的渗透性，从而提高采煤效率并降低开采中的复杂性。 这项研究不仅深化了我们对松软煤层水力压裂机理的理解，也为实际操作提供了科学依据和技术指导，对于优化松软煤层的开采策略和提高能源开采效益具有重要的实践意义。同时，它也强调了精细的工程设计和参数调整在应对特殊地质条件下的关键作用。