煤层脉动水力压裂卸压增透技术研究与应用

翟成^1,2,3，李贤忠^1,2,3，李全贵^1,2,3

1. 煤炭资源与安全开采国家重点实验室2. 中国矿业大学安全工程学院3. 煤矿瓦斯治理国家工程研究中心

摘 要：为了提高高瓦斯低透气性煤层瓦斯的抽采效率,提出了煤层脉动水力压裂卸压增透技术,进行了不同压力、频率条件下型煤试样的脉动水力压裂实验,分析了脉动水作用下煤体的疲劳损伤破坏特点及高压脉动水楔致裂机理。研究结果表明:煤体原生裂隙在强烈的脉动水压力作用下,会在缝隙末端产生交变应力,使煤体裂隙孔隙产生"压缩—膨胀—压缩"的反复作用,煤体将产生疲劳损伤破坏,煤体内部裂隙弱面扩展、延伸,形成相互交织的贯通裂隙网络。工业性试验结果表明脉动水力压裂比普通水力压裂卸压增透效果明显,钻孔瓦斯抽采浓度和流量均有较大幅度提高。

关键词：脉动水力压裂;卸压增透;疲劳损伤;瓦斯抽采;