浅谈井下水力压裂技术和地面采动井抽(2)

方向有所偏移，一般与回风巷的距离约为工作面斜长的1/3;再钻孔垂向上，一般要求钻孔终孔位置在冒落带上方的裂隙带内，距开采层距离为30～40 m时最为合适。

二、应用效果考察 （一）水力压裂效果

2008年10月，在中平能化集团十矿24110工作面机巷、风巷、对应的底抽巷实施了井下定向压裂增透消突技术。压裂后考察发现:

(1)煤层渗透率由原来的0．06 m2/(MPa2·d)升至48 m2/(MPa2·d)，提高了800多倍，钻孔平均瓦斯抽采浓度超过45%，单孔纯瓦斯流量平均0．1～0．37 m3/min，最大单孔瓦斯浓度90%，流量0．8m3/min，部分单孔瓦斯抽采总量到2．5万m3以上，截至2008年12月，24110工作面剩余难采区段共抽采瓦斯254．06×104m3，整个工作面剩余瓦斯储量559．3×104m3，约占45．42%。

(2)在难抽采的230 m范围内测定的全部煤层残存瓦斯含量降到了8 m3/t以下，瓦斯压力都降到了0．74 MPa以下，消除了工作面前方煤体突出危险性。

(3)2009年1月，对24110工作面实施压裂的区段回采时发现，最高日产量达3 000 t，最大月产量6．5万t，比压裂前提高了50%。回采中统计90次校检指标，共有4个指标超标，超标率为4．4%，远小于压裂前13．4%～16%的校检超标率，效检超标幅度显著降低，大幅度降低了防突措施工程量，有效提高了回采生产效率。

(4)在压裂影响范围内对各工序粉尘含量监测发现，压裂后割煤、钻孔施工工序粉尘含量均有大幅度降低，最大降幅达58．18%，有效改善了工作面作业环境，降低了职业病害发生率。

(5)与开采保护层措施相比，进行煤与瓦斯突出防治，在同样条件下，井下水力压裂技术每吨煤约10元左右，而开采保护层每吨煤需120元左右，约为开采保护层防突措施成本的1/10。

（二）地面采动井效果

2005年12月，在淮南矿业集团张集煤矿北区11418(W)首采工作面，采用了

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以地面钻井为主，高抽巷、顶板抽放钻孔为辅的工作面瓦斯治理措施。考察发现〔5〕:张集煤矿的此次地面采动井主要抽采本煤层开采超前卸压瓦斯和上邻近层开采卸压瓦斯，抽出的瓦斯浓度高、纯量大，抽采最高浓度高达96%。瓦斯抽放量最大达32．9 m3/min，抽放浓度达50%～96%，瓦斯抽放纯量为10～32．9 m3/min，8 d的考察期内共抽出瓦斯176 366 m3，抽采效果显著。

工作面在回采过程中应用地面钻孔抽放措施后，回采工作面瓦斯抽放率达到75%，瓦斯浓度由0．5%降至0．2%～0．3%，效果明显，有效解决了工作面的瓦斯超限问题和安全回采，大大提高了工作面回采效率。

三、结语

根据“防突工作坚持区域防突措施先行、局部防突措施补充的原则”，明确提出利用井下水力压裂技术和地面采动井抽采与常规的治理井下瓦斯抽采相结合的综合瓦斯治理新思路，得出如下结论:

(1)条件允许的情况下，应优先采用强制增透的瓦斯治理和井上下联合抽采的综合治理措施。

(2)不具备保护层开采的单一、低透气性煤层进行区域瓦斯治理时，应优先选择煤矿井下水力压裂措施。

(3)煤矿井下定向压裂增透消突成套技术不仅成本低廉，而且可有效提高瓦斯抽采率，降低煤与瓦斯突出和煤尘爆炸危险性以及降低防突措施工程量，改善井下作业环境。

(4)地面采动井瓦斯抽采技术可做到“一井三用”，可从根本上达到降低回采工作面瓦斯涌出量，缓解瓦斯超限压力和开发煤层气的目的。

（5）我公司沙曲矿为煤与瓦斯突出矿井，采用此技术尤为重要。可以有效增大煤层透析性，提高抽放浓度，降低煤层赋存瓦斯含量，使得安全生产进一步得到保障。

参考文献:

〔1〕国家煤矿安全监察局．防治煤与瓦斯突出规定·读本〔M〕．北京:煤炭工业出版社，2009．

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〔2〕蔚远江，杨起．我国煤层气储层研究现状及发展趋势〔J〕．地质科技情报，2001，20(1):56－60．

〔3〕孙海涛．采动影响下地面钻井的变形破坏机理研究〔D〕．重庆:重庆大学，2008． 〔4〕熊湘华．低压低渗透油气田的低伤害压裂液研究〔D〕．南充:西南石油学院，2003． 〔5〕张军，孙东玲，黄旭超，等．地面钻井抽放采动区域瓦斯技术的试验研究〔J〕．矿业安全与环保，2007，34(1):1－5．

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