基于水力压裂增透的多煤层瓦斯隧道快速揭煤防突技术研究_中国煤炭行业知识服务平台

基于水力压裂增透的多煤层瓦斯隧道快速揭煤防突技术研究

作者

任青阳柯善剑刘海军肖宋强
单位

重庆交通大学山区桥梁及隧道工程国家重点实验室中海建筑有限公司中国建筑西南勘察设计研究院有限公司
摘要

为实现瓦斯隧道安全快速有效地揭煤,以正习高速公路天城坝隧道揭煤工程为背景,分析了水力压裂大范围增加煤层透气性原理与增透效果影响因素,基于水力压裂增透技术建立了多煤层瓦斯隧道揭煤防突技术体系,探讨了以超前探测、初探、精探、区域瓦斯防突及检验、工作面防突及检验、验证揭煤等为核心的揭煤防突流程,优化了瓦斯隧道水力压裂防突技术中压裂钻孔布置、压裂工艺、封孔工艺、破裂压力及用水量、抽采钻孔布置等关键工艺参数。C6—C8煤层原始瓦斯压力（1.62～4.12 MPa）、瓦斯放散初速度（18.2～34.0）、煤体坚固性系数（普遍小于0.5）和破坏类型（Ⅲ类）等指标综合表明C6—C8煤层具有突出危险性。对C6煤层进行水力压裂增透后,煤层平均单孔瓦斯抽采纯量0.009 m~3/min,抽采浓度在60%以上,抽采30 d后煤层残余瓦斯含量和瓦斯压力分别降为2.91～5.29 m~3/t和0.26～0.61 MPa,缩短揭煤时间2个月。研究结果表明,水力压裂技术能有效改善瓦斯隧道揭煤防突效果,为安全快速揭煤工作提供安全保障,对类似隧道揭煤施工具有借鉴意义。
关键词

瓦斯隧道煤层群水力压裂瓦斯抽采防突超前地质预报
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金（41472262）；重庆市高校创新研究群体（CXQT19021）；重庆市自然科学基金重点项目（cstc2020jcyj-zdxmX0012）；
文章目录

1 水力压裂煤层增透原理及增透效果分析
2 工程概况
3 多煤层瓦斯隧道揭煤防突流程
3.1 超前地质综合预报
3.2 突出危险性预测
4 多煤层瓦斯隧道揭煤防突技术
4.1 压裂钻孔布置及压裂工艺
4.2 封孔工艺
4.3 压裂参数计算
(1)煤岩体破裂压力。
(2)压裂注入水量。
4.4 瓦斯抽采钻孔布置
5 防突效果分析
6 结论
引用格式

任青阳,柯善剑,刘海军,肖宋强.基于水力压裂增透的多煤层瓦斯隧道快速揭煤防突技术研究[J].能源与环保,2022,44(01):65-72.DOI:10.19389/j.cnki.1003-0506.2022.01.011.