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摘 要:逢春煤矿为煤与瓦斯突出矿井,随着矿井向深部开采,煤层透气性降低,瓦斯压力、瓦斯含量增大,特别是张狮坝扩区在穿层钻孔施工过程中,以及钻孔施工完成后,垮孔严重,瓦斯预抽非常困难。2010年,引进重庆大学高压水力压裂增透的技术成果,在张狮坝扩区+610S11203运巷进行了应用研究,取得很好效果。
关键词:增透;水力压裂;抽采
一、引言
逢春煤矿为煤与瓦斯突出矿井,随着矿井向深部开采,煤层透气性降低,瓦斯压力、瓦斯含量增大,特别是张狮坝扩区在穿层钻孔施工过程中,以及钻孔施工完成后,垮孔严重,瓦斯预抽非常困难。2007年以来,矿井引进了重庆大学的高压水力割缝增透技术,并在石门揭煤中进行了推广应用,取得了好的效果。
虽然高压水力割缝增透技术,在石门揭煤及条带预抽中发挥了重要作用,但在穿层网格预抽中,仍需施工大量穿层钻孔(10m*15m网格布置),消耗大量人力、物力及施工时间,无法保证采掘工作面的正常接替。能否有更为经济、有效的增透技术,解决张狮坝扩区煤层透气性降低,垮孔严重,预抽困难的难题。为此,矿进行了科技攻关。2010年,引进重庆大学高压水力压裂增透的技术成果,在张狮坝扩区+610S11203运巷进行了应用研究,取得很好效果。
二、高压水力压裂增透技术原理
高压水力压裂增透技术就是通过在煤层中施工压裂孔,压裂孔施工完成后,采用高强度封孔材料进行封孔,待封孔稳定之后,采用高压泵向煤层注入高压水,促使煤层中各种弱面发生扩展和延伸,从而对煤层形成内部分割。这种分割,一方面通过弱面的张开和扩展增加了裂隙等弱面的空间体积,另一方面通过裂隙等弱面的延伸增加了裂隙之间的连通,从而形成一个相互交织的裂隙连通网络,致使煤层的渗透率大大提高,从面达到提高煤层透气性的目的。
三、试验地点基本情况
1.工作面布置及相互关系。张狮坝扩区现为下解放层的开采方式,先开采位于煤系底部的M12煤层,然后开采位于M12煤层上部的主采M8煤层。为解决开采解放层时的大量瓦斯涌入和对主采M8煤层的瓦斯治理,必须对主采M8煤层进行煤层瓦斯预抽,为提高预抽效果,对主采M8煤层进行高压水力压裂增透。本次试验选择在张狮坝扩区+610S11203运巷进行。
2.试验地点的煤层、瓦斯情况。S11203运巷位于+610主石门与+610S边界石门之间,长612m,对应地面标高+895.1m~+1060.2m,地形坡度较缓,地形呈南高北低之势。井下标高为+610.3~+613.4m,埋深为281.7~449.9m。地层倾角24-30度。M12煤层平均厚度0.79 m,M8分岔为M8-2和 M8-1煤层,中夹一层平均厚度1.66 m的粉砂岩,M8-2煤层平均厚度0.96 m, M8-1煤层平均厚度3.83 m;M12煤层上距M8-2煤层20.59 m ,上距M8-1煤层24.21m。详见煤层柱状图1。
图1 煤层柱状图
试验前在+610主石门对M8-1煤层进行现了压力测定及煤的工业分析,并采用吸附法计算了煤层瓦斯含量,测得最大压力为:3.8(MPa), 煤层瓦斯含量 为21.81(m3/t)。
四、试验的设备选择和钻孔设计
4.1试验设备选择及安装
4.1.1本次试验选用煤炭科学总院重庆分院生产的ZY-750型(原ZYG-150C型)钻机、BRW31.5/200型矿用乳化泵、DXSLYL-012型专用封孔器、普通水泥和白水泥按3.5:1比例封孔、承压35Mpa高压管路、采用DGC瓦斯含量快速测定仪对试验中的煤层瓦斯含量及相关参数进行测定。
4.1.2高压水力压裂系统组成井下及安装
组成:高压水力压裂系统由乳化泵、水箱、水表、压力表、高压管、封孔器及相关连接装置组成。
安装:乳化泵安设在正反向风门外的新鲜风流中;流量表安设在乳化泵进水侧;将井下供水管连接至高压注水泵的水箱进水口,水箱出水口采用专用胶管与高压注水泵连接,然后使用Φ25mm高压胶管以及快速接头将高压管路与钻孔内部高压钢管连通,压裂孔孔口处高压注水管必须安设高压闸门、卸压阀等,详见图2。
图2 高压水力压裂设备连接示意图
4.2试验钻孔设计
4.2.1 压裂钻孔
本次试验压裂钻孔布置在S11203运巷8#钻场内,在8#钻场顶板进行开孔,垂直于煤层施工,终孔于M8-1煤层。
4.2.2检验钻孔
检验钻孔分别布置在S11203运巷8#钻场内和8#钻场南北,共设计检验钻孔8个,分别检验横向(走向)10m~25m、纵向(倾向)10m~25m的压裂效果,横向检验钻孔终孔点与压裂孔处于同一标高,纵向检验孔与压裂孔处与同一中线。
4.2.3效果考察钻孔
考察钻孔布置在S11203运巷8#、6#、5#钻场内,每个钻场施工考察钻孔5个,均终孔于M8-1煤层,控制压裂钻孔上、下各20m,所有钻场的参数均一致,其中8#、6#钻场的钻孔不进行高压水力割缝;5#钻场的钻孔进行高压水力割缝,详见图3。
图3 逢春煤矿张狮坝扩区高压水力压裂试验钻孔设计图
所有钻孔均要求使用水泥和白水泥按3.5:1的比例进行封孔,封孔深度均要求封过M8-1煤层底板0.5m处(其中压裂孔全段采用重庆大学制造的高压封孔管;检验钻孔孔口7m采用重庆大学的专用高压封孔管,7m以后均采用带丝扣的铁管;效果考察钻孔施工完成后,均使用Φ50mmPVC管和水泥砂浆机械封孔方式进行封孔,封孔深度为8m。封孔完成后,在所有检验钻孔的封孔管上安装好高压球阀(直接在最末端的铁管上焊接好高压球阀再封孔)。所有钻孔封孔完毕后凝固24小时,再进行高压水力压裂。
4.3考察钻孔接抽计量
压裂结束并施工完考察钻孔后,由抽放队使用Φ108mm分流管进行接抽,并在分流管与抽放主管之间安设放水器和煤气表(煤气表和Φ108mm分流管使用法兰盘上烧变头的方式进行连接)。进行瓦斯涌出量及涌出浓度的计量收集。
五、高压水力压裂试验
2010年10月17日~24日期间,在S11203运巷8#钻场内及南北两侧进行了钻孔施工、割缝、封孔、安表计量工作,并于2010年10月26日早班和27日夜班实施了高压水力压裂;10月29日~11月5日,分别在8#、6#、5#钻场内施工了抽采效果考察钻孔,并进行了正规封孔接抽和计量。
5.1压裂及考察钻孔施工
10月17日~10月20日,由抽放2队在S11203运巷8#钻场内施工了压裂及检验钻孔5个,其中5#检验孔超过设计深度而未见M8-1煤层,其它钻孔均终孔于M8-1煤层;10月20日早班对压裂钻孔进行水力割缝;20日中班和21日夜班对该钻场内所有钻孔进行了封孔,压裂钻孔均使用高压封孔管封至M8-1煤层底板,其它钻孔均用4分铁管进行封孔,仅孔口7.5m系采用高压封孔管封孔(5#检验孔由未见M8-1煤层,且仰角为90度,封孔难度很大,因而该孔仅封20m)。
10月21日早班~24日夜班期间,在8#钻场南北施工了1~4#检验钻孔,均终孔于M8-1煤层,1~4#检验钻孔封孔前,除1#检验孔外,2~4#检验均进行了水力割缝,并于24日早班~中班将4个检验孔全部封堵,封孔材料、封孔方式均与钻场内的检验钻孔相同。
10月29日~11月5日,分别在8#、6#、5#钻场内施工了抽采效果考察钻孔,考察钻孔布置在S11203运巷8#、6#、5#钻场内,每个钻场施工考察钻孔5个,均终孔于M8-1煤层,控制压裂钻孔上、下各20m,所有钻场的参数均一致,其中8#钻场的钻孔均布置在压裂范围内、6#钻场的钻孔不进行任何处理;5#钻场的钻孔进行高压水力割缝。
5.2水力割缝
10月20日~23日期间,对压裂钻孔和2#、3#、4#检验钻孔进行了高压水力割缝;11月2日~5日期间,对5#钻场内的5个钻孔实施了高压水力割缝。
5.3压裂实施过程
10月26日早班,进行了水力压裂。压裂过程从10点05分开始,注水压力由10Mpa缓慢上升,最后于10点52分稳定至22Mpa;总注水量为18m3;10点40分6#、3#孔压穿;11点2#孔压穿;11点07分8#孔压穿,后压力不再上升,水位继续下降12点30分时由于进水端水量偏小,乳化泵打干,停止压裂。整个压裂过程中伴有不规则的闷响,频率由高到低,距离由近及远。
10月27日夜班,继续对该孔进行压裂,后注入水量36 m3,注水时间为4小时10分钟,压力上升至25Mpa时,乳化泵内水位下降非常缓慢,停止压裂,1#检验孔(走向25m)的压力表压力升至8Mpa,即说明该压裂孔的影响半径已达到25m。
5.4考察钻孔补孔设计及施工
高压水力压裂试验完成并形成抽放后,为确定其最大影响范围,在S11203运巷的南侧又施工了三个垂直于M8-1煤层的补充考察孔,其中补1#孔在压裂孔以南26m处、补2#孔在压裂孔以南31m处、补3#孔在压裂孔以南37m处,并分别测定了煤层瓦斯含量及水份。
5.5参数测定及资料收集
采用DGC瓦斯含量快速测定仪对压裂钻孔、3#钻孔、补1~补3#考察钻孔的M8-1煤层瓦斯含量和水份进行了高压水力压裂试验前后及压裂试验影响的不同范围的测定。并对高压水力压裂试验影响不同范围的瓦斯涌出量、瓦斯浓度进行了上表计量。
六、试验数据的对比分析
6.1数据收集
6.1.1高压水力割缝
我们在进行高压水力割缝时,记录了割出煤量及涌出瓦斯总量情况,详见表1、图4。
图4 高压水力割缝时总回风瓦斯浓度变化曲线图
6.1.2 瓦斯含量、水份变化情况
施工压裂钻孔时,采用DGC瓦斯含量快速测定仪对M8-1煤层的原始瓦斯含量进行了测定,压裂结束后,施工3#考察钻孔、补1~补3#考察钻孔的M8-1煤层瓦斯含量和水份进行了测定,详见表2、图5。
表2量压裂前后瓦斯含量及水份变化情况表
图5 压裂前后瓦斯含量及水份变化曲线图
6.1.3瓦斯抽放量对比
我们将5#钻场(仅实施水力割缝)、6#钻场(未进行任何处理)、8#钻场(压裂影响范围内)的效果考察钻孔采用同样的方式接入了矿井抽放系统进行抽放,每班对煤气表进行了读数,每天对瓦斯浓度及抽放负压情况进行了测定和记录,详见表3、图6。
表3 效果考察钻孔抽放情况记录表
6.2压裂效果分析
6.2.1通过表1可以看出,对S11203工作面上邻近层穿层钻孔实施高压水力割缝时,能在瞬间割出大量煤粉和涌出大量瓦斯。
6.2.2通过表2、图5可以看出,实施高压水力压裂后,距离压裂钻孔31m范围内的所有钻孔的瓦斯含量和煤层水份均有不同程度的降低;而超过31m后,瓦斯含量则不再发生变化。说明高压水力压裂的影响范围为31m。
6.2.3通过表3、图6可以看出:
(1)对张狮坝扩区M12煤层上邻近层M8煤层进行高压水力割缝增透技术后,其平均单孔瓦斯抽采纯量仅为0.004m3/min,平均瓦斯抽采浓度为40.4%;在短时间内瓦斯抽采量及瓦斯抽采浓度均有很大提高,5个钻孔15天内瓦斯抽排量为2050.6m3,之后由于钻孔内积水渣较严重,瓦斯抽采量基本趋近于零。
(2)不进行任何处理时,M8煤层预抽钻孔的平均单孔瓦斯抽采纯量为0.004 m3/min,平均瓦斯抽采浓度为37.6%,5个钻孔15天内瓦斯抽排量为1733.8m3。
(3)实施高压水力压裂增透技术后,其影响范围内的平均单孔瓦斯抽采量达0.037 m3/min,平均瓦斯抽采浓度达67.3%,且经过半个月的抽放后,其抽采纯量和抽放浓度基本未发生变化。
(4)对比①~③可知:实施高压水力压裂增透技术后,平均单孔瓦斯抽采纯量较不进行任何措施前提高了925%;平均瓦斯抽采浓度提高了29.7%,提高率达80%。
七、结论
(1)在逢春煤矿张狮坝扩区+610S11203下顺槽对主采M8-1煤层进行的高压水力压裂增透技术试验最大影响半径可达31m,可在穿层网格预抽钻孔中推广应用。
(2)实施高压水力压裂增透后,平均单孔瓦斯抽放纯量由0.004 m3/min提高到0.037 m3/min,提高了925%;平均抽采浓度从37.6%提高到67.3%,抽采浓度提高了80%,且能进行长时间的瓦斯抽采,这一技术推广应用后将彻底解决张狮坝扩区瓦斯无法预抽的难题。
关键词:增透;水力压裂;抽采
一、引言
逢春煤矿为煤与瓦斯突出矿井,随着矿井向深部开采,煤层透气性降低,瓦斯压力、瓦斯含量增大,特别是张狮坝扩区在穿层钻孔施工过程中,以及钻孔施工完成后,垮孔严重,瓦斯预抽非常困难。2007年以来,矿井引进了重庆大学的高压水力割缝增透技术,并在石门揭煤中进行了推广应用,取得了好的效果。
虽然高压水力割缝增透技术,在石门揭煤及条带预抽中发挥了重要作用,但在穿层网格预抽中,仍需施工大量穿层钻孔(10m*15m网格布置),消耗大量人力、物力及施工时间,无法保证采掘工作面的正常接替。能否有更为经济、有效的增透技术,解决张狮坝扩区煤层透气性降低,垮孔严重,预抽困难的难题。为此,矿进行了科技攻关。2010年,引进重庆大学高压水力压裂增透的技术成果,在张狮坝扩区+610S11203运巷进行了应用研究,取得很好效果。
二、高压水力压裂增透技术原理
高压水力压裂增透技术就是通过在煤层中施工压裂孔,压裂孔施工完成后,采用高强度封孔材料进行封孔,待封孔稳定之后,采用高压泵向煤层注入高压水,促使煤层中各种弱面发生扩展和延伸,从而对煤层形成内部分割。这种分割,一方面通过弱面的张开和扩展增加了裂隙等弱面的空间体积,另一方面通过裂隙等弱面的延伸增加了裂隙之间的连通,从而形成一个相互交织的裂隙连通网络,致使煤层的渗透率大大提高,从面达到提高煤层透气性的目的。
三、试验地点基本情况
1.工作面布置及相互关系。张狮坝扩区现为下解放层的开采方式,先开采位于煤系底部的M12煤层,然后开采位于M12煤层上部的主采M8煤层。为解决开采解放层时的大量瓦斯涌入和对主采M8煤层的瓦斯治理,必须对主采M8煤层进行煤层瓦斯预抽,为提高预抽效果,对主采M8煤层进行高压水力压裂增透。本次试验选择在张狮坝扩区+610S11203运巷进行。
2.试验地点的煤层、瓦斯情况。S11203运巷位于+610主石门与+610S边界石门之间,长612m,对应地面标高+895.1m~+1060.2m,地形坡度较缓,地形呈南高北低之势。井下标高为+610.3~+613.4m,埋深为281.7~449.9m。地层倾角24-30度。M12煤层平均厚度0.79 m,M8分岔为M8-2和 M8-1煤层,中夹一层平均厚度1.66 m的粉砂岩,M8-2煤层平均厚度0.96 m, M8-1煤层平均厚度3.83 m;M12煤层上距M8-2煤层20.59 m ,上距M8-1煤层24.21m。详见煤层柱状图1。
图1 煤层柱状图
试验前在+610主石门对M8-1煤层进行现了压力测定及煤的工业分析,并采用吸附法计算了煤层瓦斯含量,测得最大压力为:3.8(MPa), 煤层瓦斯含量 为21.81(m3/t)。
四、试验的设备选择和钻孔设计
4.1试验设备选择及安装
4.1.1本次试验选用煤炭科学总院重庆分院生产的ZY-750型(原ZYG-150C型)钻机、BRW31.5/200型矿用乳化泵、DXSLYL-012型专用封孔器、普通水泥和白水泥按3.5:1比例封孔、承压35Mpa高压管路、采用DGC瓦斯含量快速测定仪对试验中的煤层瓦斯含量及相关参数进行测定。
4.1.2高压水力压裂系统组成井下及安装
组成:高压水力压裂系统由乳化泵、水箱、水表、压力表、高压管、封孔器及相关连接装置组成。
安装:乳化泵安设在正反向风门外的新鲜风流中;流量表安设在乳化泵进水侧;将井下供水管连接至高压注水泵的水箱进水口,水箱出水口采用专用胶管与高压注水泵连接,然后使用Φ25mm高压胶管以及快速接头将高压管路与钻孔内部高压钢管连通,压裂孔孔口处高压注水管必须安设高压闸门、卸压阀等,详见图2。
图2 高压水力压裂设备连接示意图
4.2试验钻孔设计
4.2.1 压裂钻孔
本次试验压裂钻孔布置在S11203运巷8#钻场内,在8#钻场顶板进行开孔,垂直于煤层施工,终孔于M8-1煤层。
4.2.2检验钻孔
检验钻孔分别布置在S11203运巷8#钻场内和8#钻场南北,共设计检验钻孔8个,分别检验横向(走向)10m~25m、纵向(倾向)10m~25m的压裂效果,横向检验钻孔终孔点与压裂孔处于同一标高,纵向检验孔与压裂孔处与同一中线。
4.2.3效果考察钻孔
考察钻孔布置在S11203运巷8#、6#、5#钻场内,每个钻场施工考察钻孔5个,均终孔于M8-1煤层,控制压裂钻孔上、下各20m,所有钻场的参数均一致,其中8#、6#钻场的钻孔不进行高压水力割缝;5#钻场的钻孔进行高压水力割缝,详见图3。
图3 逢春煤矿张狮坝扩区高压水力压裂试验钻孔设计图
所有钻孔均要求使用水泥和白水泥按3.5:1的比例进行封孔,封孔深度均要求封过M8-1煤层底板0.5m处(其中压裂孔全段采用重庆大学制造的高压封孔管;检验钻孔孔口7m采用重庆大学的专用高压封孔管,7m以后均采用带丝扣的铁管;效果考察钻孔施工完成后,均使用Φ50mmPVC管和水泥砂浆机械封孔方式进行封孔,封孔深度为8m。封孔完成后,在所有检验钻孔的封孔管上安装好高压球阀(直接在最末端的铁管上焊接好高压球阀再封孔)。所有钻孔封孔完毕后凝固24小时,再进行高压水力压裂。
4.3考察钻孔接抽计量
压裂结束并施工完考察钻孔后,由抽放队使用Φ108mm分流管进行接抽,并在分流管与抽放主管之间安设放水器和煤气表(煤气表和Φ108mm分流管使用法兰盘上烧变头的方式进行连接)。进行瓦斯涌出量及涌出浓度的计量收集。
五、高压水力压裂试验
2010年10月17日~24日期间,在S11203运巷8#钻场内及南北两侧进行了钻孔施工、割缝、封孔、安表计量工作,并于2010年10月26日早班和27日夜班实施了高压水力压裂;10月29日~11月5日,分别在8#、6#、5#钻场内施工了抽采效果考察钻孔,并进行了正规封孔接抽和计量。
5.1压裂及考察钻孔施工
10月17日~10月20日,由抽放2队在S11203运巷8#钻场内施工了压裂及检验钻孔5个,其中5#检验孔超过设计深度而未见M8-1煤层,其它钻孔均终孔于M8-1煤层;10月20日早班对压裂钻孔进行水力割缝;20日中班和21日夜班对该钻场内所有钻孔进行了封孔,压裂钻孔均使用高压封孔管封至M8-1煤层底板,其它钻孔均用4分铁管进行封孔,仅孔口7.5m系采用高压封孔管封孔(5#检验孔由未见M8-1煤层,且仰角为90度,封孔难度很大,因而该孔仅封20m)。
10月21日早班~24日夜班期间,在8#钻场南北施工了1~4#检验钻孔,均终孔于M8-1煤层,1~4#检验钻孔封孔前,除1#检验孔外,2~4#检验均进行了水力割缝,并于24日早班~中班将4个检验孔全部封堵,封孔材料、封孔方式均与钻场内的检验钻孔相同。
10月29日~11月5日,分别在8#、6#、5#钻场内施工了抽采效果考察钻孔,考察钻孔布置在S11203运巷8#、6#、5#钻场内,每个钻场施工考察钻孔5个,均终孔于M8-1煤层,控制压裂钻孔上、下各20m,所有钻场的参数均一致,其中8#钻场的钻孔均布置在压裂范围内、6#钻场的钻孔不进行任何处理;5#钻场的钻孔进行高压水力割缝。
5.2水力割缝
10月20日~23日期间,对压裂钻孔和2#、3#、4#检验钻孔进行了高压水力割缝;11月2日~5日期间,对5#钻场内的5个钻孔实施了高压水力割缝。
5.3压裂实施过程
10月26日早班,进行了水力压裂。压裂过程从10点05分开始,注水压力由10Mpa缓慢上升,最后于10点52分稳定至22Mpa;总注水量为18m3;10点40分6#、3#孔压穿;11点2#孔压穿;11点07分8#孔压穿,后压力不再上升,水位继续下降12点30分时由于进水端水量偏小,乳化泵打干,停止压裂。整个压裂过程中伴有不规则的闷响,频率由高到低,距离由近及远。
10月27日夜班,继续对该孔进行压裂,后注入水量36 m3,注水时间为4小时10分钟,压力上升至25Mpa时,乳化泵内水位下降非常缓慢,停止压裂,1#检验孔(走向25m)的压力表压力升至8Mpa,即说明该压裂孔的影响半径已达到25m。
5.4考察钻孔补孔设计及施工
高压水力压裂试验完成并形成抽放后,为确定其最大影响范围,在S11203运巷的南侧又施工了三个垂直于M8-1煤层的补充考察孔,其中补1#孔在压裂孔以南26m处、补2#孔在压裂孔以南31m处、补3#孔在压裂孔以南37m处,并分别测定了煤层瓦斯含量及水份。
5.5参数测定及资料收集
采用DGC瓦斯含量快速测定仪对压裂钻孔、3#钻孔、补1~补3#考察钻孔的M8-1煤层瓦斯含量和水份进行了高压水力压裂试验前后及压裂试验影响的不同范围的测定。并对高压水力压裂试验影响不同范围的瓦斯涌出量、瓦斯浓度进行了上表计量。
六、试验数据的对比分析
6.1数据收集
6.1.1高压水力割缝
我们在进行高压水力割缝时,记录了割出煤量及涌出瓦斯总量情况,详见表1、图4。
图4 高压水力割缝时总回风瓦斯浓度变化曲线图
6.1.2 瓦斯含量、水份变化情况
施工压裂钻孔时,采用DGC瓦斯含量快速测定仪对M8-1煤层的原始瓦斯含量进行了测定,压裂结束后,施工3#考察钻孔、补1~补3#考察钻孔的M8-1煤层瓦斯含量和水份进行了测定,详见表2、图5。
表2量压裂前后瓦斯含量及水份变化情况表
图5 压裂前后瓦斯含量及水份变化曲线图
6.1.3瓦斯抽放量对比
我们将5#钻场(仅实施水力割缝)、6#钻场(未进行任何处理)、8#钻场(压裂影响范围内)的效果考察钻孔采用同样的方式接入了矿井抽放系统进行抽放,每班对煤气表进行了读数,每天对瓦斯浓度及抽放负压情况进行了测定和记录,详见表3、图6。
表3 效果考察钻孔抽放情况记录表
6.2压裂效果分析
6.2.1通过表1可以看出,对S11203工作面上邻近层穿层钻孔实施高压水力割缝时,能在瞬间割出大量煤粉和涌出大量瓦斯。
6.2.2通过表2、图5可以看出,实施高压水力压裂后,距离压裂钻孔31m范围内的所有钻孔的瓦斯含量和煤层水份均有不同程度的降低;而超过31m后,瓦斯含量则不再发生变化。说明高压水力压裂的影响范围为31m。
6.2.3通过表3、图6可以看出:
(1)对张狮坝扩区M12煤层上邻近层M8煤层进行高压水力割缝增透技术后,其平均单孔瓦斯抽采纯量仅为0.004m3/min,平均瓦斯抽采浓度为40.4%;在短时间内瓦斯抽采量及瓦斯抽采浓度均有很大提高,5个钻孔15天内瓦斯抽排量为2050.6m3,之后由于钻孔内积水渣较严重,瓦斯抽采量基本趋近于零。
(2)不进行任何处理时,M8煤层预抽钻孔的平均单孔瓦斯抽采纯量为0.004 m3/min,平均瓦斯抽采浓度为37.6%,5个钻孔15天内瓦斯抽排量为1733.8m3。
(3)实施高压水力压裂增透技术后,其影响范围内的平均单孔瓦斯抽采量达0.037 m3/min,平均瓦斯抽采浓度达67.3%,且经过半个月的抽放后,其抽采纯量和抽放浓度基本未发生变化。
(4)对比①~③可知:实施高压水力压裂增透技术后,平均单孔瓦斯抽采纯量较不进行任何措施前提高了925%;平均瓦斯抽采浓度提高了29.7%,提高率达80%。
七、结论
(1)在逢春煤矿张狮坝扩区+610S11203下顺槽对主采M8-1煤层进行的高压水力压裂增透技术试验最大影响半径可达31m,可在穿层网格预抽钻孔中推广应用。
(2)实施高压水力压裂增透后,平均单孔瓦斯抽放纯量由0.004 m3/min提高到0.037 m3/min,提高了925%;平均抽采浓度从37.6%提高到67.3%,抽采浓度提高了80%,且能进行长时间的瓦斯抽采,这一技术推广应用后将彻底解决张狮坝扩区瓦斯无法预抽的难题。