新疆2130煤矿定向长钻孔水力压裂数值模拟与优化实践

"这篇论文详细探讨了在新疆焦煤集团2130煤矿进行定向长钻孔水力压裂过程中，不同布孔方式对压裂效果的影响。通过数值模拟技术，针对4号煤层500米深度的水平面进行了梳状定向长钻孔水力压裂的研究，揭示了布孔方式差异对起裂压力、起裂位置、破裂方式以及裂隙扩展规律的显著影响。论文中优选的钻孔布孔方式和压裂参数在实际工程应用中取得了显著成效，与之前的巷道走向布孔压裂相比，瓦斯抽采浓度提高了2.7倍，抽采纯量提高了11.8倍，显示出数值模拟在优化压裂设计中的重要价值。" 本文深入研究了定向长钻孔水力压裂这一关键的瓦斯抽采技术，强调了布孔策略对于压裂效果的决定性作用。水力压裂是一种广泛应用的增产和防灾手段，尤其是在富含瓦斯的煤层中，能有效地提高瓦斯抽采效率，降低矿井安全风险。通过对新疆焦煤集团2130煤矿4号煤层的数值模拟，作者发现不同的钻孔布置可以极大地改变压裂过程的动态特性，包括起裂压力的高低、裂缝的起始位置和扩展模式。 数值模拟作为一种强大的预测工具，能帮助工程师预测和分析复杂地质环境下的压裂过程。在这项研究中，模拟结果显示，钻孔的排列方式对水力压裂的启动压力、裂隙形成的位置和扩展路径有着显著影响。这意味着在设计压裂方案时，必须考虑煤层的特定地质条件，选择最佳的布孔策略，以确保裂隙能够有效扩展并提升瓦斯抽采效果。 论文进一步讨论了将优选的钻孔布孔方式应用于2130煤矿的实际工程中，取得了显著的提升。对比之前沿煤层巷道走向的布孔方法，采用新方案后，抽采浓度和抽采纯量都有显著增加，这证明了数值模拟在优化钻孔布局和压裂参数方面的实用价值，也体现了理论研究与实际工程应用相结合的重要性。 关键词涵盖了定向长钻孔、水力压裂、数值模拟、瓦斯抽采和地应力，这些是研究的核心内容。中图分类号和文献标志码则反映了该论文在地质工程和矿业安全领域的专业定位。文章结构严谨，数据翔实，不仅提供了理论分析，还展示了实际工程案例，为同类煤矿的瓦斯治理提供了宝贵的经验和技术参考。