褶曲构造影响下的煤层水力压裂技术及消突效果

"松软低透气性煤层水力压裂技术研究" 在煤炭开采中，松软低透气性煤层的瓦斯治理是一项重大挑战。针对这种情况，新安煤矿二1煤层的特性，研究人员深入研究了水力压裂技术在处理这类煤层中的应用，以增强煤层透气性，提高瓦斯抽采效率，从而降低突出危险性。水力压裂技术通过高压水流在煤层中产生裂缝，扩大煤层的渗透路径，促进瓦斯的逸出。 研究表明，实施水力压裂后，煤层的透气性显著增加，瓦斯抽采浓度提高了105倍，抽采流量增加了86至204倍。这种变化使得瓦斯抽采的浓度和流量曲线呈现出“升-降-升-稳定”的趋势，表明在经过一个短期的波动后，煤层的瓦斯释放进入了一个长期稳定的状态，这对煤矿的安全运营和瓦斯管理有着积极的影响。 在分析过程中，发现巷道掘进过程中的应力集中现象对于瓦斯的赋存和运动具有重要影响。巷道前方的应力集中系数在掘进时会形成波谷和波峰，尤其是在褶曲构造的转折端，应力集中程度显著增高。这导致了煤层在受到压力作用时变得更加密实，减少了瓦斯的运移通道，而在拉应力集中的地方则会产生更多的裂隙，有利于瓦斯的扩散。 文献中的研究进一步指出，例如在褶曲背斜向向斜过渡的转折端，由于压应力集中，煤层的封闭效果好，未开采前可能存在瓦斯积聚。当掘进至这些区域时，原有的瓦斯吸附平衡被打破，游离瓦斯涌出，可能导致瓦斯涌出量的增大，对安全生产构成威胁。 为了有效应对这些问题，需要综合运用地质力学、煤层气动力学、地应力测量等多学科知识，精确预测和控制水力压裂的效果。参考文献中的研究涵盖了断层对煤层气泄漏的影响、煤矿地质学、小构造探测技术、构造煤研究等多个方面，这些研究成果为理解松软低透气性煤层的瓦斯治理提供了理论支持和技术借鉴。 水力压裂技术是解决松软低透气性煤层瓦斯问题的有效手段，但需结合地质条件、应力分布和构造特征进行精细化设计和实施。通过持续的科研进步和技术创新，可以进一步优化水力压裂工艺，提升瓦斯抽采效率，确保煤矿的安全生产。