水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的应用

刘洋成

摘要：在煤矿生产过程中，瓦斯治理至关重要，水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的应用，有助于提升煤层的透气性，提升瓦斯抽采效果，促进煤层瓦斯的产量和浓度的提升。应用水力压裂技术，提升了瓦斯抽取的安全性。基于此，本文分析了水力压裂技术的原理，并就水力压裂技术的作用和应用措施进行探究，仅供大家参考。

关键词：水力压裂技术;煤矿;瓦斯治理;应用

在煤矿开采过程中，受地质情况的影响，很容易出现煤层透气性差的情况，进而会给瓦斯的抽取效果带来不利影响，导致煤矿开采的风险性较高。应用水力压裂技术，能够提升煤层的透气性，同时可以在很大程度上延长瓦斯的抽取时间，进而将次瓦斯含量，保障煤矿开采的安全性。

1水力压裂技术的远离

水力压裂技术是指以水为动力，促进煤层之间透气性的提升，同时还可以促使煤层破解之后的缝隙能够相互连通，进而形成透气性更佳的网络结构，促进煤层与抽采部位之间联通能力的提升。产煤处会存在大量的空隙与裂缝，煤层之间的空隙会受地质情况的影响而发生变化，进而影响煤层之间的透气性，应用水力压裂技术能够有效改善这一状况，利用高压水通过煤层之间的空隙进行渗透，促使煤层之间压力的提升，进而能够实现煤层弱面的延伸与扩展，并且还可以形成煤层之间的空隙网络，提升煤层间的透气性。这样一来，能够促使瓦斯进行转移或者消散，为大面积的瓦斯抽取带来更为便利的条件。应用水力压裂技术，安全保护措施要落实到位，避免在技术应用过程中形成新的安全风险。

2水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的重要作用

2.1提升煤层的透气性

应用水力压裂技术，可以促使煤矿中的煤层之间的空间增大，同时制造出的空隙也会更多，进而促进煤层透气性的提升。在这种情况下，有助于瓦斯的消散，避免出现瓦斯突然涌出的情况发生，提升了瓦斯的治理水平。

2.2避免发生瓦斯事故

瓦斯不仅会对人体造成严重的危害，而且还会发生爆炸，造成严重的安全事故。在煤矿瓦斯治理过程中应用水力压裂技术，能够封闭煤层中的瓦斯。这样一来，能够使瓦斯保持在煤层之中，不会出现瓦斯大量涌出的情况，进而避免出现瓦斯事故，有助于提升煤矿开采的安全性，保障施工人员的人身安全。

2.3改变煤层之间的强度

应用水力压裂技术，能够在很大程度上提升煤层中的含水饱和度，降低煤层之间的抗拉强度以及抗压强度，进而降低煤层开采的难度。除此之外，改变煤层之间的强度还能有助于降低煤层开采的风险几率，保障煤层开采的安全性。

2.4降低瓦斯的作用力

通常情况下，煤层之间的透气性不好，这不利于瓦斯的流体。在这种情况下，煤层之间的瓦斯含量会出现十分显著的差异。有的煤层瓦斯浓度会更高，进而提升了瓦斯大量涌出的几率，很容易导致安全事故，甚至还会直接导致瓦斯爆炸。应用水力压裂技术，可以提升密层之间的透气性，促使瓦斯从高压区向低压区流转，这样能够有效降低煤层之间瓦斯浓度和压力的差距，避免出现瓦斯事故。

3水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的应用措施

3.1应用原理

应用水力压裂技术，使含有沙子的高压水进入到煤层缝隙之中，起到增大裂缝的效果。混合液体在高压作用下进入到煤层裂缝后，沙子则会停留在缝隙之中，对缝隙起到有效的支撑作用，避免缝隙闭合，提升煤层之间的透气性。这样一来，瓦斯便可以通过缝隙进行流动，避免出现瓦斯浓度过高或者瓦斯压力过大等现象，以免瓦斯大量涌出。在煤矿开采过程中，受地质方面因素的影响，使得煤层之间的畅通性存在较大的差异，而在瓦斯治理过程中应用水力压裂技术，能够为煤层透气性提供保障。应用水力压裂技术，可以通过打钻的方式向煤层中注入高压水，在高压的作用下，水体直接注入到煤层地质中，不仅有助于提升煤层之间的透气性，而且随着煤层中水压的增加，还可以对煤层起到有效的支撑效果，有助于提升煤层的稳定性。

3.2整体优化

在水力压裂技术中，单井压裂技术是核心，在瓦斯治理过程中的应用十分广泛，尤其在大型煤矿生产过程中，水力压裂技术的作用更加显著。合理应用水力压裂技术，能够在很大程度上提升瓦斯治理的水平，保障煤矿生产的安全性。在整体优化过程中，对煤层进行合理的分割，保障煤层缝隙在深度和长度等方面的指标符合标准要求，并结合导流参数以及煤层缝隙大小来合理应用水力压裂技术。在施工现场可以对瓦斯治理进行模拟，提升水力压裂技术的作用，促进煤矿瓦斯治理效果的提升。

3.3方位布井

在煤矿瓦斯治理中应用水力压裂技术，需要对开采井做好规划，明确煤层水力缝隙之间的关系，在此基础上合理应用水力压裂技术，保障瓦斯治理的效果。要结合现场实际情况来进行方位布井，在完成现场稀井网的基础上在分析瓦斯煤层中的地应力场，进入确定煤层中的最大应力方向。在煤层开采的过程中，裂缝的大小存在差异，并且裂缝的方向也会发生变化，为了提升水力压裂技术的应用效果，在方位布井过程中应结合瓦斯裂缝的实际情况，这样才能使方位布井与水力缝隙之间更加匹配，进而促进瓦斯治理效果的提升。

3.4水力压裂

水力压裂技术具有重复性的特点和优势，有助于提升瓦斯治理的效果。通常情况下，选层选井技术需要应用到模糊逻辑理论来综合考量^[1]，应用重复性水力压裂技术，能够对应力场的变化进行准确的预测，同時结合预测结果来设置应力场中的矿井距离、水力压裂时间以及原水平主应力差等。在此基础上应用水力压裂技术，能够有效降低瓦斯事故的发生几率。

结束语：瓦斯治理是煤矿开采的关键环节，是保障煤矿开采顺利开展以及煤矿开采安全性的重要措施。应用水力压裂技术，能够改善煤矿作业环境，在很大程度上提升瓦斯治理的效果，避免发生瓦斯事故。

参考文献

[1]冯丹. 煤层瓦斯水力冲/压一体化强化抽采物理模拟试验方法研究[D].重庆大学，2017.

[2]余旭. 煤层脉动水力压裂压力波沿裂隙传播规律和解堵机理研究[D].中国矿业大学，2016.

[3]刘俭. 中兴矿高瓦斯低渗透煤层水力压裂增透技术研究[D].煤炭科学研究总院，2020.