水力压裂风险与钻爆压抽新技术

"水力压裂潜在危险及钻爆压抽一体化技术 (2011年) - 使用FLAC3D软件分析水力压裂对孔隙压力和地应力的影响，探讨控制爆破与水力压裂相结合的一体化技术在煤矿瓦斯防治中的应用" 在2011年的研究中，作者们关注了水力压裂技术在煤矿开采中的潜在危险，并提出了一种名为钻爆压抽一体化的技术来解决这些问题。水力压裂是一种常见的地质工程手段，常用于提高煤层气或页岩气的提取效率，通过高压水流在煤岩体内产生裂缝，释放储存在其中的气体。然而，这项技术并非没有风险。 利用FLAC3D（Fast Lagrangian Analysis of Continua in Three Dimensions）这一三维离散元软件，研究人员分析了水力压裂后孔隙压力和地应力的分布变化。他们发现，尽管水力压裂可以有效地解除部分地压，但同时也可能产生高孔隙压力和地应力集中。这种压力和应力的不均匀分布可能导致煤岩体结构的不稳定，甚至引发新的安全隐患，比如煤与瓦斯突出。 煤与瓦斯突出是煤矿开采中极为严重的一种灾害，由煤层内的瓦斯突然释放并伴随煤体喷出引起。为了更安全、更有效地进行压裂，研究者引入了控制爆破技术。通过预设的定向爆破，可以预先创建导向裂隙或弱面，进而控制水力压裂的方向，使得压裂过程更加可控，避免了无序的孔隙压力和地应力分布。这种钻爆压抽一体化技术旨在实现煤岩体的整体均匀压裂，从而达到更全面的卸压效果。 结合实际矿井突出案例，研究进一步探讨了控制爆破与水力压裂的时空协同关系以及钻孔布局的重要性。正确的爆破时机和钻孔设计能显著影响技术的应用效果，确保压裂过程的安全性和有效性。通过优化这些参数，可以更好地预防和减少煤矿开采中的瓦斯突出风险，提高作业安全性。 总结来说，该研究揭示了水力压裂技术的潜在危险，并提出了一种创新的解决方案——钻爆压抽一体化技术。这种技术通过结合控制爆破与水力压裂，旨在克服传统压裂方法的不足，实现更加安全、高效的煤矿瓦斯防治。同时，它强调了在实施过程中对时空协调和钻孔布置的精确控制，对于提升煤矿安全生产水平具有重要意义。