水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的研究与应用

1、水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的研究与应用 水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的研究与应用 摘 要 随着我国科技的不断开展，水力压裂的技术得到了广泛的关注，目前正逐渐的被应用在煤矿的瓦斯治理当中。因为煤矿的煤层透气功能比拟差，同时瓦斯的含量又非常的高，因此常用的瓦斯治理技术根本没有方法到达标准。本文主要是以新型技术水力压裂技术为研究对象，之后对煤炭瓦斯治理中水力压裂技术的概述、水力压裂技术的开展状况以及水力压裂技术的原理三个方面对研究对象进行进一步的探讨和研究。 关键词 水力压裂技术；煤矿；瓦斯；治理 中图分类号TD712 文献标识码A 文章编号 1674-6708116-0194-02 在我国所有的

2、煤矿当中，大局部煤矿煤层透气性都比拟差，另外瓦斯的含量也是非常高的，因此，在矿难事故当中，瓦斯事故的比例非常的大，同时所带来的经济损失以及人员伤亡也是最大的。煤层开采的越深，突出的煤层就越多，平安方面的隐患也就越大。在以往的煤矿瓦斯治理当中，缺乏行之有效的治理方法，而随着水力压裂技术的逐步使用，可以进一步的提高煤层的透气功能，同时还能不断降低煤层中的瓦斯含量。 1 煤炭瓦斯治理中水力压裂技术的概述 一般情况下，各大煤矿在对突出的煤层进行采集的过程中，都会使用一些方法来对突出的煤层进行防治，防止事故的产生。可是在我国，大局部的煤矿瓦斯突出的煤层都是透气性比拟差的煤层，这就给煤层瓦斯的采集带来了很

3、多技术方面的问题，必须得对它进行卸压并且要增加透气性。从现在的情况来看，国际上对煤层进行减压以及增加透气性的技术方案主要包含：对煤层进行注水，对煤层的保护层进行开采以及对深孔进行爆破等相关方法，这些方法和技术在煤层的开采过程中虽然起到了一定的效果，但是还有一些问题存在。比方：对煤层保护层开采的方法，虽然对煤层群的减压效果还不错，可是对于单一的、透气性差的煤层却作用不是很大。而通过很多实验说明，水力压裂的技术，在上述问题的解决上面效果就比拟好。 2 水力压裂技术的开展状况 2.1 对水力压裂技术的整体优化 水力压裂技术的中心思想是根据国际上单井压裂技术的概念而产生的，可是压裂技术整体优化的思想是

4、在上世纪八九十年代在我国提出来的，同时在我国的很多个大型的瓦斯煤矿以及油田得到了逐步的使用和推广。其中整体分析的目标是能够让整个煤矿得到更好的研发效果，分析的整体思路是把整个的煤层当成一个分析单元，同时对整个煤层的所有参数进行全部覆盖，进一步分析和研究，以这个为前提，根据不一样的缝隙长度等指标的变化情况，选择最好的缝隙尺寸以及导流方面的能力。同时要在现场做好实施以及分析和研究的工作，从而对整体的优化压裂技术进行逐步的完善。其中分析和研究的主要方法有：在实验室进行试验、对缝隙的模拟、对试井进行研究、现场的检测以及对质量的监督和管理等等。 2.2 压裂技术的研发及对其方位的布井 压裂的研发思路与压

5、裂技术的整体优化相比拟，思路根本上是差不多的，同时研发的方案也根本上相同。它们之间的核心区别是在对井网进行研发和部署之间，就要对就地应力的具体方向与水力缝隙之间的关系进行考虑，同时尽最大的能力对水力缝隙的潜力进行发挥，以到达对稀井网进行合理化采集的目标。在对内容的分析上面，比压裂的整体优化多出一项分析内容，并且这个内容非常的重要，就是对储层就地应力场的分析，其中最重要的是对最大主应力方向的分析。目前煤层缝隙方向的变化非常大，根据这个具体情况，相关部门提出了根据地应力的方向进行布井的压裂技术，从而到达水力缝隙系统与井网之间的匹配。 2.3 重复性的水力压裂技术 目前国际上在以下的几个方面取得了很

6、好的开展： 第一，选层选井方面的技术。对相关专家的成功经验以及模糊逻辑等方面的技术综合在一起来使用，对重复性压裂技术选层旋井模型进行研发。 第二，对地应力场变化的预测技术做出了研发。在国际上其模型已经成功的研发，能够对多个煤矿的地应力场变化情况进行预测。分析的结果显示，就地应力场的实际变化主要是由井之间的距离、研发的时间、原水平的主应力差等方面的因素决定的。与井之间的距离越小、研发时间越长、原水平的主应力差越小等就更加容易引起就地应力方位发生一定的变化。重复压裂最好的时机，就是就地应力方向产生一定变化的时机，另外，变化产生的越大，时机就越成熟。 3 水力压裂技术的原理 水力压裂技术就是把大批量

7、含有砂子的高压水或者是其它的一些液体灌到煤层当中，让煤层产生裂痕，出现空隙之后砂子就会留在空隙当中，砂子起到支撑剂的作用，它可以防止空隙再次合在一起，这样就能够不断的提高煤层的透气效果，从而为瓦斯的抽取提供了更加方便的条件。 煤产生的过程当中，会有很多的裂缝和空隙产生，可是因为地质方面的情况以及煤的质变情况，导致空隙间的通畅情况不一样，从而严重的影响着煤层的透气效果，利用煤层打钻的方法，来对含有砂子的高压水或者其它的液体进行水力压裂，这些高压的水由这些空隙和裂缝进入到煤层，然后这些带着具有高压能量的水会持续的在煤层当中不断的流淌。大家都知道，水没有方法进行压缩，伴随着这些高压力水压力的不断增强

8、，会在煤层的内部对煤壁面产生高压力的支撑，让煤层的弱面产生扩张和延展，在这个过程当中，高压力水里面所含有的砂子也会同时进到新产生的裂缝当中，这样就可以防止裂缝再次合起来。经过这样的一个过程，煤层之间的缝隙就会通畅，之后产生网络和一个通道，方便煤层内部瓦斯的转移，增强了煤层的透气功能，这样才能便于对大面积瓦斯的采集。 4 结论 综上所述，在我国，瓦斯煤矿的比例比拟大，这种煤矿的煤层往往透气性不是很好，瓦斯的含量又相比照拟多，因此危险系数就随指增高。而水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的逐渐使用，提高了煤层的透气功能，降低了瓦斯给煤矿带来的压力，从而减少了矿难的发生。平安问题是重中之重，煤矿行业应该对这种新型的技术给予高度的重视，这样不仅可以降低煤矿企业的经济损失，同时还能减少矿难给人员带来的伤亡。 参考文献 【1】肖知国，王兆丰.煤层注水防治煤与瓦斯突出机理的研究现