低透煤層水力壓裂技術(shù)在石門揭煤中的應(yīng)用.pdf

1、煤與瓦斯突出一直是影響煤礦正常工期、威脅工人安全的罪魁禍?zhǔn)?，而發(fā)生煤與瓦斯突出頻率最大的作業(yè)當(dāng)屬石門揭煤。潘一礦東井揭13-1煤時(shí)，通過相關(guān)資料及技術(shù)手段預(yù)測(cè)該揭煤地點(diǎn)瓦斯壓力約為6MPa，瓦斯含量為15/m3左右，突出危險(xiǎn)性較大，故采取水力壓裂卸壓增透技術(shù)來(lái)達(dá)到安全揭石門的目的。
　　為實(shí)現(xiàn)潘一礦東井按正常工期安全揭13-1煤層，本文首先對(duì)水力壓裂力學(xué)特性進(jìn)行分析，然后采用RFPA-Flow軟件進(jìn)行數(shù)值模擬，參照以往水力壓裂試驗(yàn)

2、參數(shù)選擇原則最后在潘一礦東井進(jìn)行實(shí)踐。
　　通過對(duì)水力壓裂卸壓增透特性進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)在壓裂孔周圍易形成塑性區(qū)，且塑性區(qū)的半徑與鉆孔直徑成正相關(guān)關(guān)系。鉆孔起裂是由注水壓力和原巖應(yīng)力共同決定的，即當(dāng)二者形成的切向拉應(yīng)力大于煤層的抗拉強(qiáng)度時(shí)煤層破裂。裂縫的起裂位置與側(cè)向應(yīng)力系數(shù)λ有關(guān)，當(dāng)λ＞1，起裂點(diǎn)位于兩幫中點(diǎn)處;當(dāng)λ=1，起裂方向具有一定的隨機(jī)性;當(dāng)λ＜1，起裂點(diǎn)位于鉆孔兩端處。
　　通過RFPA-Flow數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)煤層的

3、破裂壓力與鉆孔直徑有關(guān)，鉆孔孔徑越大，起裂所需壓力越低。模擬得出煤層的起裂壓力為33MPa左右。
　　現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明:采取水力壓裂工藝后，瓦斯平均抽采濃度為63.2％，平均抽采純量為0.235m3/min，單孔抽采純量平均為0.0610m3/min。平均瓦斯抽采濃度為未壓裂前的1.2倍，單孔平均抽采純量為未壓裂前的3.5倍。通過測(cè)定煤層含水率及瓦斯含量，得出水力壓裂影響范圍最遠(yuǎn)可達(dá)50m。
　　通過前期的理論分析并結(jié)合數(shù)值模擬