井下煤层水力压裂导向技术提升抽采效率

井下煤层水力压裂裂缝导向机理及方法是一项针对井下开采过程中煤层水力压裂裂缝扩展不规则所导致的抽采效率低下问题的研究。这项工作由夏彬伟、胡科等学者主导，他们提出的裂缝导向技术旨在通过精确控制裂缝的形成和扩展路径，以提高抽采效率。研究的关键在于利用高压水射流割定向缝技术，即在压裂孔周围布置导向钻孔，同时在煤层中通过水射流割缝技术创建定向缝隙。这种方法利用地应力的作用，缝隙尖端形成剪切破坏区，裂缝在此处在内水压的作用下开始起裂。通过计算确定射流割缝缝隙的最大主应力方向，裂缝会在尖端以水平方向延伸。 研究团队研发了一套完整的裂缝导向技术工艺流程，包括钻孔布置、封孔以及压裂工艺。这些工艺被成功应用到低透气性煤层的开采中，实验结果显示，相较于常规压裂方法，裂缝导向技术显著提升了抽采效率。例如，压裂半径扩大到25米以上，平均瓦斯抽放浓度提升至68%，单孔平均抽放纯量达到了0.037立方米/分钟，较之普通孔提高了11.26倍，抽放浓度也提高了2.12倍。 这项研究的重要贡献在于将理论与实践相结合，优化了煤层开采过程中的裂缝控制，对于提升矿产资源的开采效益和保障井下安全具有重要意义。研究成果发表在中国科技论文在线上，获得了国家自然科学基金、重庆市自然科学基金、高校博士学科点专项科研基金和国家自然科学基金委创新群体基金等多方面的支持。作者夏彬伟博士是采矿及地下工程领域的专家，他的研究团队在煤矿灾害动力学控制和瓦斯抽采技术方面积累了丰富的经验。