水力压裂增透技术在煤矿瓦斯治理中的应用研究

"水力压裂增透技术是用于提高煤层瓦斯抽采效率的一种有效方法，通过对不同煤的单轴抗压强度和侧应力系数的研究，揭示了这些因素对裂缝形成和扩展的影响。该技术在煤矿15108工作面的工业试验中显示，随着煤的单轴抗压强度增加，起裂压力也会相应增大，两者存在一定的线性关系；而当煤的应力差增大时，起裂压力反而减小，这为瓦斯抽放前的钻孔预处理提供了依据，有助于降低起裂压力。实际应用中，3号钻孔的瓦斯抽采纯量提升了约2.1倍，4号钻孔则提高了约3倍，显著提升了瓦斯治理效果，为煤矿安全提供了有力的技术支持。" 水力压裂增透技术是煤矿瓦斯治理的关键技术之一，它通过向煤层注入高压液体，人为地诱导和扩展裂缝，增加煤层的渗透性，从而提高瓦斯抽采的效率。在本研究中，作者结合数值模拟和理论分析，探讨了煤的物理特性如何影响裂缝的形成和扩展。单轴抗压强度是衡量煤体强度的一个重要指标，研究发现，煤的单轴抗压强度越大，需要施加的起裂压力也越大，这表明更坚硬的煤层在压裂过程中需要更大的能量才能开启裂缝。同时，煤层内部的侧应力系数也是影响裂缝扩展的重要因素，当侧应力差增大时，煤层内部的应力分布会发生变化，导致起裂压力降低，这为预处理钻孔以优化应力分布提供了可能性。 在实际的工业试验中，15108工作面的水力压裂增透操作取得了积极的成果。3号钻孔和4号钻孔的瓦斯抽采纯量分别增加了约2.1倍和3倍，这意味着通过这项技术，煤矿能够更有效地抽取瓦斯，降低了因瓦斯积聚带来的安全风险。这一结果验证了理论研究的正确性，也为其他类似煤矿的瓦斯治理提供了借鉴和参考。 水力压裂增透技术通过改变煤层的物理特性，实现了瓦斯抽采效率的大幅提升，对于保障煤矿安全生产具有重要意义。通过对单轴抗压强度和侧应力系数的深入研究，可以更好地预测和控制压裂过程，优化钻孔设计和压裂参数，进一步提高瓦斯治理效果。未来，这项技术有望在更多煤矿中得到广泛应用，推动我国煤矿行业的安全、高效发展。