水力压裂在煤储层的应用分析：适用性与挑战

"水力压裂煤储层卸压增透技术的适用性分析 (2013年)" 这篇论文探讨了水力压裂技术在煤储层卸压增透中的应用及其适用性，特别是在不同矿区和不同煤体破坏类型下的表现。水力压裂是一种常见的增透手段，旨在提高煤层瓦斯抽采效率，但其效果会受到多种地质因素的影响。 文章指出，水力压裂技术在Ⅰ、Ⅱ类破坏类型的煤体中表现出较好的增透效果。这通常意味着在这些煤体中，压裂能够有效地扩展裂缝网络，增强气体流动路径，从而提高瓦斯抽采率。然而，在Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类破坏类型的松软煤层中，该技术的应用效果受限，表现为压裂范围小，裂缝易闭合，增透效果不明显。这主要是因为松软煤层的结构稳定性较差，难以维持压裂产生的裂缝，导致瓦斯抽采效率降低。 具体到云盖山井田的二１煤层，该区域煤层受到滑动构造的影响，存在应力集中和瓦斯积聚的问题，尤其在煤层厚度变化大、倾角急剧变化的地带，煤与瓦斯突出的风险较高。煤层的破坏类型属于Ⅳ～Ⅴ类，这种条件下，水力压裂可能无法达到预期的增透效果，甚至可能加剧煤层的破坏，增加煤与瓦斯突出的危险性。 此外，通过对钻孔瓦斯涌出初速度与煤层厚度和巷道坡度关系的研究，发现煤层厚度大和巷道坡度急剧变化的位置，钻孔瓦斯涌出初速度可能超出临界值，增加了瓦斯治理的难度。在煤层薄、厚交接处和小断层附近，由于应力集中和煤体破坏严重，也容易引发煤与瓦斯突出。 参考文献中的多个研究进一步揭示了豫西地区煤层的地质特性和瓦斯防治挑战，包括煤层顶板活动规律、综放工作面矿压规律、沿空煤巷围岩变形特征、瓦斯突出原因分析以及回采巷道的支护策略等，这些研究为优化水力压裂技术和制定有效的瓦斯抽采方案提供了理论依据。 水力压裂技术在不同地质条件下的适用性需谨慎评估，以确保其在实际应用中能有效提高煤层瓦斯抽采效率，同时避免可能带来的安全风险。针对松软煤层和复杂地质构造，需要结合其他辅助技术和管理措施，以实现更安全、高效的瓦斯治理。