顶板水力压裂工艺汇报

第四章水力压裂技术水力压裂是利用地面高压泵组，将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中，在井底憋起高压，当此压力大于井壁附近的地应力和地层岩石抗张强度时，在井底附近地层产生裂缝。

继续注入带有支撑剂的携砂液，裂缝向前延伸并填以支撑剂，关井后裂缝闭合在支撑剂上，从而在井底附近地层内形成具有一定几何尺寸和导流能力的填砂裂缝，使井达到增产增注的目的。

水力压裂增产增注的原理主要是降低了井底附近地层中流体的渗流阻力和改变了流体的渗流状态，使原来的径向流动改变为油层流向裂缝近似性的单向流动和裂缝与井筒间的单向流动，消除了径向节流损失，大大降低了能量消耗。

因而油气井产量或注水井注入量就会大幅度提高。

第一节造缝机理在水力压裂中，了解裂缝形成条件、裂缝的形态和方位等，对有效地发挥压裂在增产、增注中的作用都是很重要的。

在区块整体压裂改造和单井压裂设计中，了解裂缝的方位对确定合理的井网方向和裂缝几何参数尤为重要，这是因为有利的裂缝方位和几何参数不仅可以提高开采速度，而且还可以提高最终采收率。

造缝条件及裂缝的形态、方位等与井底附近地层的地应力及其分布、岩石的力学性质、压裂液的渗滤性质及注入方式有密切关系。

图4一l是压裂施工过程中井底压力随时间的变化曲线。

P是地层破裂压力，P是裂缝延伸压力，P是地层压力。

SEF压裂过程井底压力变化曲线图4一l—微缝高渗岩石致密岩石; ba—在致密地层内，当井底压力达到破裂压力P后，地层发生破裂(图4—1中的a点)，F然后在较低的延伸压力P下，裂缝向前延伸。

对高渗或微裂缝发育地层，压裂过程中无明E显的破裂显示，破裂压力与延伸压力相近(图4—1中的b点)。

一、油井应力状况一般情况下，地层中的岩石处于压应力状态，作用在地下岩石某单元体上的应力为垂向主应力σ和水平主应力σ(σ又可分为两个相互垂直的主应力σ，σ)。

YHHxZ （一）地应力作用在单元体上的垂向应力来自上覆地层的岩石质量，其大小可以根据密度测井资料计算，一般为：????gdz?1）（4—s?0式中σ——垂向主应力，Pa；Z H——地层垂深，m；2)；．81 m/s g——重力加速度(93。

压裂作业总结汇报压裂作业总结报告一、引言压裂作业是一种用高压液体将高分子聚合物等流体注入地层裂缝中，以增加地层裂缝的宽度和长度，从而提高油气储层的产能和采收率的作业技术。

本报告旨在总结压裂作业的实施情况，评估作业效果，并提出改进建议。

二、作业概述本次压裂作业是在某油田的一个井位上进行的，选取了压裂液体配方，确定了作业参数，并安排了具体的施工方案。

作业过程中，按照方案进行了井口准备、液体配送、压裂泵驱动等操作步骤，并进行了相应的监测和控制。

三、作业效果评估在压裂作业结束后，我们进行了相应的作业效果评估。

通过监测和分析数据，得出以下评价结果：1. 地层裂缝扩展效果良好：通过地层监测仪器反馈的数据来看，压裂作业后地层裂缝的宽度和长度有明显的增加，符合预期效果。

2. 油气产能提升明显：压裂作业后，该井位的日产油量和日产气量有了明显的提升，说明压裂作业成功地提高了油气储层的产能和采收率。

3. 压裂液体稳定性较好：在作业过程中，压裂液体的密度、黏度等参数均稳定，未出现异常情况，说明压裂液体的配方合理，并得到了有效控制。

四、问题分析尽管压裂作业取得了一定的成功，但我们还是发现了一些问题：1. 作业过程中的设备故障：在压裂作业中，一些设备出现了故障，导致作业进度受到了影响。

这需要我们在后续作业中加强设备的维护和管理，提高设备的可靠性。

2. 压裂液体的配方存在不足：虽然压裂液体的稳定性较好，但在实施过程中，我们也发现了其配方存在一些不足之处，需要进一步优化和改进。

五、改进建议基于上述问题分析，我们针对性地提出以下改进建议：1. 设备维护和管理的加强：加强对压裂设备的定期维护和检修，提高设备的可靠性和稳定性，减少设备故障对作业进度的影响。

2. 压裂液体配方的优化：结合本次作业的实际情况，进一步优化压裂液体的配方，改善其性能，提高液体的适应能力和流变特性。

3. 优化施工方案：通过总结本次作业的经验，进一步优化压裂作业的施工方案，提高施工效率和作业质量。

义安矿水力压裂总结为了探索一条适合于义安矿区域瓦斯治理路子，自8月13日到9月1日，义安矿FD003工作面进行了水力压裂增透技术试验。

通过水力压裂实验，对实验后取得的效果进行了考察分析，对该技术应用过程中的一些注意事项进行了归纳和经验总结。

在水力压裂的理论基础上，结合义安矿煤层的实际情况，提出水力压裂在义安矿应用过程中各个环节所存在的问题及需改进创新的地方，为以后在其他工作面的推广有很大的指导作用，使该技术在别的工作面应用时更高效，更规范，成功率更高。

一、工作面概况FD001工作面位于义安井田中部，12采区中部，根据有关地质资料及12031轨道顺槽联络巷及中部车场实际揭露情况，本区水文地质条件简单，主要充水水源为顶板砂岩裂隙水。

根据Ⅱ期三维地震及瞬变电磁资料，FD003轨道顺槽掘进至108m～156m有一块L7富水压异常区，150m～210m有一块O2富水异常区。

该工作面二1煤层伪顶不发育，直接顶为砂质泥岩，局部发育，厚0～7m。

顶板为细砂岩成分的英砂为主，厚2.0～14.6m。

伪底不发育，直接底为粉（细）砂岩，厚3.5m。

老底为L7灰岩，厚5.0m。

本区煤层主要有二1煤层、二2煤层。

均属半亮型煤。

二1煤层底板标高－315m～－250m，平均煤厚6.10m，煤厚变化快，富含FeS2结核，Ad=21.42%，Sd=2.23%。

二2煤层底板标高－300m～－290m，煤厚0.3m～0.7m，平均煤厚0.5m。

根据地质勘探报告，本井田瓦斯涌出量较大，瓦斯含量4.02～12.19m3/t，平均为7.22m3/t。

二、水力压裂设备1、压裂设备：压裂注水泵采用额定压力为31.5MPa、额定流量为400L的BRW400/31.5型煤矿用乳化液泵（南京六和煤矿机械有限责任公司生产）；注水泵安装压力表、水表及卸压阀门等附件，水表采用GB/TT78-96型（LXL100EΔP≤0.03MPa），压力表采用苏制02000310号耐震压力表（60MPa）；与注水泵相连的供水箱容积为2.7m3，规格为长（2.7m）×宽（1m）×高（1m），在FD003轨道联巷专线水管上安装阀门，直接向水箱内补水。

集团水力压裂技术总结汇报二00九年十二月目录第一部分矿井水力压裂技术总结 (3)附一：李沟矿水力压裂情况 (7)附二：孟津矿水力压裂情况 (10)附三：新义矿水力压裂情况 (14)附四：义安矿水力压裂情况 (19)附五：跃进矿水力压裂情况 (27)附六：千秋矿水力压裂情况 (32)附七：BPW200/63型水力压裂泵的研发 (36)集团水力压裂技术总结汇报集团公司新一届领导班子高度重视科技创新在企业发展中的巨大作用，始终把科技兴安、科技兴企作为企业战略发展的一项重大举措，集团公司董事长武予鲁、总经理翟源涛是水力压裂和煤体注水技术在推广应用的倡导者、推行者、实践者。

根据《集团公司水力压裂和煤体注水实施方案》，09年以来，集团公司各矿井开始实施高压水力压裂和煤体注水技术，针对不同矿井实际情况各自制定了实施技术方案，该技术得到积极的推广应用。

水力压裂和煤体注水技术实施后达到了“四防两快”的有效作用，即防突、防冲、防尘、防火，工作面快速掘进、石门揭煤工作面快速揭煤。

其中5对突出矿井实施高压水力压裂技术以防治突出、防治瓦斯效果为主；中部矿井实施高压水力压裂技术以防治冲击地压为主；所有矿井实施煤体注水技术以综合防尘和防止片帮冒顶为主。

该技术的实施在集团矿井安全生产、高产高效、打造本质安全型企业中产生巨大影响力。

第一部分高压水力压裂技术总结一、基本情况煤与瓦斯突出、冲击地压、高瓦斯涌出量严重影响了集团矿井的安全高效生产，同时，由于煤层松软、透气性差和抽放钻孔经常出现严重塌孔。

亟需探索出一条适合“三软”不稳定煤层瓦斯综合治理和冲击地压矿井防治的新路子。

水力压裂是煤层层内卸压增透的一种技术，它是针对高瓦斯低透气性突出煤层所采取的防突技术措施，煤层注水压裂破坏是借助流体水在煤层各种弱面内对弱面两壁面的支撑作用使弱面发生张开扩展和延伸从而对煤层形成内部分割。

这种分割过程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多裂隙连通网络，正是由于这种裂隙连通网络的形成致使煤层的渗透率大大提高。

2019年第12期（总第171期）ENERGY AND ENERGY CONSERVATION2019年12月技术研究煤矿水力压裂切顶卸压工艺分析韩军军(山西煤炭进出口集团左权宏远煤业有限公司，山西左权032600)摘要：在煤矿开采过程中，采空区坚硬顶板悬而不垮存在很大的安全隐患。

为了消除这种隐患，常常采用水力压裂切顶来软化顶板进行卸压。

简要介绍了水力压裂切顶卸压的原理，分析了其实现的工艺流程以及压裂钻孔的布置参数，以期为现场施工提供一定的技术参考。

关键词：采空区；坚硬顶板；卸压；水力压裂中图分类号：TD322文献标识码：A文章编号：2095-0802-(2019)12-0102-02Analysis on Pressure Relief Process of Coal Mine Hydraulic FracturingHAN Junjun(Zuoquan Hongyuan Coal Industry Co.,Ltd.,Shanxi Coal Imp.&Exp.Group,Zuoquan032600,Shanxi,China)Abstract：In the process of coal mining,there is a great safety hazard in the hard roof hung and no falling of the goaf.In order to eliminate this hidden danger,hydraulic fracturing chopping is often used to soften the top plate for pressure relief.This paper briefly introduced the principle of hydraulic fracturing and roof cutting pressure relief,and analyzed the process flow and the layout parameters of fracturing drilling to provide certain technical reference for on-site construction.Key words：goaf;hard roof;pressure relief;hydraulic fracturing0引言水力压裂自提出以来，已应用于石油和天然气工业、水利水电工程、地热资源开发、核废料储存、地应力测量等领域，显示出较高的工业应用价值。

鱼田堡煤矿高压水力压裂煤层增透技术总结1、压裂区域概况1. 1巷道布置此次压裂的煤层为作为矿井保护层开采的5#煤层，该煤层顶底板岩性产状、分类、顶底板岩性等详见图1、2。

5#煤层（f=0.2—0.46）图1 压裂区域5#煤层结构图图2 压裂区域5#煤层综合柱状图根据矿井实际条件，压裂地点选在34区-350m西抽放巷道距-350mW4石门518.5m至686.3m范围内，该抽放巷道布置在5号煤层顶板的矽质灰岩中，位于-350m水平西四石门以西，巷道净宽3.6m、34区-350m抽放巷道断面图净高2.5m，采用锚杆支护，详见图3。

图3 巷道断面布置图34区-350m西抽放巷道对应工作面为3504W4段，该工作面区域5#煤层埋深约为660m。

该工作面位于井田三水平四区，上接3504W3段工作面（回采中），下接4504W1段工作面（未开采），东邻3504E4段工作面（3504E4段机巷工作面拟进场作业），西面为矿井井田边界。

目前，该抽放巷道大部分区域已施工机巷条带预抽钻孔及“31.5MPa”泵压系统的水力压裂试验钻孔，本次水力压裂区域选定为未施工任何钻孔且能满足高压水力压裂要求的剩余段抽放巷道内。

2、压裂钻孔施工及封堵2.1压裂钻孔施工鉴于34区-350m西抽的实际条件，在压裂区域内共施工压裂钻孔2个，压裂区域内或以外的钻孔作为压裂时的观察孔进行使用。

压裂钻孔均采用水式排渣、取芯工艺进行钻进，其中压裂1#孔孔径为Φ90，而压裂2#孔孔径为Φ75，目的为了通过钻孔孔径大小比较钻孔的抽放效果。

每个钻孔见煤后，及时派专人进行取样，并按压裂方案测定相关数据。

压裂钻孔竣工参数详见表1。

表1 压裂钻孔竣工参数表2.2压裂钻孔封孔2.2.1封孔试验钻孔封孔是否严实、牢固且抵抗力强是高压水力压裂能够取得成功的关键因素之一，因此鱼田堡煤矿在地面采取模拟井下封孔程序及压裂钻孔倾角进行了压裂封孔试验，此次封孔试验历时20天，共计7次试验，其中模拟钻孔12个，从封孔效果的相互比较最终得出，水泥砂浆比例为水泥（425#）：石膏：水=7:1:7.5（体积比），在该比例配比下砂浆凝固后成型效果相对最好，且通过井下两次水力压裂验证，该封孔方式完全能满足鱼田堡煤矿进行压裂的需要。

水力压裂工艺技术汇报人：目录•水力压裂工艺技术概述•水力压裂工艺技术流程•水力压裂工艺技术要点与注意事项•水力压裂工艺技术案例与实践•水力压裂工艺技术前景与展望01水力压裂工艺技术概述定义及工作原理水力压裂工艺技术是一种利用高压水流将岩石层压裂，以释放天然气或石油等资源的开采技术。

工作原理通过在地表钻井，将高压水流注入地下岩层，使岩层产生裂缝。

随后，将砂子或其他支撑剂注入裂缝，防止裂缝闭合，从而提高岩层渗透性，便于油气资源流向井口，实现开采。

技术革新随着技术的不断发展，20世纪中后期，水力压裂工艺技术逐渐成熟，并引入了水平钻井技术，提高了开采效率。

初始阶段水力压裂工艺技术在20世纪初开始应用于石油工业，当时技术尚未成熟，应用范围有限。

现代化阶段进入21世纪，水力压裂工艺技术进一步完善，开始采用更精确的定向钻井技术和高性能支撑剂，降低了环境污染，并提高了资源开采率。

技术发展历程水力压裂工艺技术是石油工业中最重要的开采技术之一，尤其适用于低渗透油藏的开采。

石油工业水力压裂工艺技术也广泛应用于天然气领域，通过压裂岩层提高天然气产能。

天然气工业随着非常规油气资源（如页岩气、致密油等）的开采价值日益凸显，水力压裂工艺技术成为实现这些资源商业化开采的关键技术。

非常规资源开采技术应用领域02水力压裂工艺技术流程在施工前，需要对目标地层进行详细的地质评估，包括地层厚度、岩性、孔隙度、渗透率等参数，以确定最佳的水力压裂方案。

地质评估准备水力压裂所需的设备，包括压裂泵、高压管线、喷嘴、砂子输送系统等，确保设备完好、可靠。

设备准备对井口进行清理，确保井口无杂物、无阻碍，为水力压裂施工提供安全的作业环境。

井口准备施工前准备通过压裂泵将大量清水注入地层，使地层压力升高，为后续的压裂创造条件。

注水当地层压力达到一定程度时，通过喷嘴将携带有砂子的高压水射入地层，使地层产生裂缝。

压裂随着高压水的不断注入，砂子被携带进入裂缝，支撑裂缝保持开启状态，提高地层的渗透性。

1端部脱砂压裂技术（TSO）随着油气田开采技术的发展和多种工艺技术的交叉综合运用，压裂技术应用范围已不再局限于低渗透地层，中高渗透地层也开始用该技术提高开发效果。

当压裂技术应用于中高渗透性地层时，希望形成短而宽的裂缝，并尽可能地将裂缝控制在油气层范围内。

为了适应这一特殊的要求，国外于20世纪80年代中期研制开发了端部脱砂压裂技术，并很快应用于现场，目前国内也开展了这方面的研究，并取得了很大的进展。

（1）端部脱砂压裂的基本原理端部脱砂压裂就是在水力压裂的过程中，有意识地使支撑剂在裂缝的端部脱砂，形成砂堵，阻止裂缝进一步向前延伸；继续注入高浓度的砂浆后使裂缝内的净压力增加，迫使裂缝膨胀变宽，裂缝内填砂浓度变大，从而造出一条具有较宽和较高导流能力的裂缝。

端部脱砂压裂成功的关键是裂缝的周边脱砂，裂缝的前端及上下边的任何部分不脱砂都不能完全达到预期的目的。

端部脱砂压裂分两个不同的阶段。

第一阶段是造缝到端部脱砂，这实际上是一个常规的水力压裂过程，目前的二维或三维模型都可以应用。

第二阶段是裂缝膨胀变宽和支撑剂充填阶段，这一阶段的设计是以物质平衡为基础，把第一阶段最后时刻的有关参数作为输入参数来完成的。

（2）端部脱砂压裂的技术特点在端部脱砂压裂技术中，压裂液的粘度要满足两方面的要求：一是保证液体能悬砂，二是有利于脱砂。

若压裂液的粘度过低，液体内不能保证悬砂，裂缝的上部就会出现无砂区，达不到周边脱砂的目的，在施工过程中也容易导致井筒内沉砂。

若压裂液的粘度过高，滤失就会较慢，难以适时脱砂。

所以端部脱砂压裂技术对压裂液的粘度要求比常规压裂液的要严格一些。

和常规压裂相比，端部脱砂压裂技术的泵注排量要小，这是为了减缓裂缝的延伸速度，控制缝高和便于脱砂。

前置液的用量也比常规压裂少，目的是使砂浆前缘能在停泵之前到达裂缝周边。

而端部脱砂压裂的加砂比通常高于常规压裂，以提高裂缝的支撑效率。

（3）端部脱砂压裂的适用范围端部脱砂压裂技术的突出特点是靠裂缝周边脱砂憋压造成短宽缝，因此只能在一定的条件下使用。

坚硬顶板水力压裂切顶卸压技术研究及应用摘要：我国国土辽阔，有着丰富的能源储量，但能源分布呈现的整体趋势为多煤贫油少气，其中化石能源（煤炭资源）在我国能源主体中占据极其重要的地位。

我国煤炭资源虽然储量丰富，但整体赋存条件复杂，约有四成的煤层存在坚硬顶板问题。

坚硬顶板是指巷道顶板由坚硬岩性岩层组成，在矿井正常开采过程中，由于坚硬顶板的存在，使得巷道变形严重，同时对留煤柱开采的矿山，由于坚硬顶板的存在，造成留设煤柱宽度大幅度增加，严重浪费煤炭资源。

目前我国最常用的治理方法为切顶卸压，切顶的方法可分为爆破切顶、聚能切顶和水力压裂切顶三种。

此前众多的学者对爆破切顶及聚能切顶作过研究，对水力压裂切顶方案研究较少，因此本文对水力压裂进行研究。

关键词：坚硬顶板；水力压裂；卸压技术；应用；引言随着矿井的开采年限不断增加，覆存较为简单的煤层逐步减小，煤矿资源开采的重点逐步向着覆存条件较为复杂的煤层转化。

坚硬顶板是矿井开采目前面临的重要难题，我国约一半左右的煤层存在坚硬顶板问题，由于顶板岩性较为坚硬，使得采空区顶板极难垮落，并形成大面积的悬顶，大面积的悬顶一旦发生垮落极易造成层工作面冲击地压，同时为了保证巷道的稳定性，在留煤柱开采的巷道，大面积的悬顶使得煤柱留设宽度大幅增加，造成严重的资源浪费，在无煤柱开采的矿井，大面积的悬顶同样需要投入较大的资金来维护巷道的稳定性，所以对坚硬顶板的治理成为了一个热门的课题。

1水力压裂切顶机理水力压裂切顶卸压是指通过布置钻孔垂深为煤层到老顶岩层的距离、一定间距的钻孔切槽，在采空区侧上覆岩层预制切缝，钻孔注入高压水，采取“定点分层压裂”工艺，受高压水作用产生裂隙并控制裂纹在岩层中的扩展方向，在顶板形成一个“准破裂面”，同时破坏上覆岩层岩石的强度和完整性。

工作面回采时，采场发生周期来压，采空区顶板发生垮落，上覆岩层沿着预制的“准破裂面”断裂，即上覆岩层沿着切缝方向切断垮落岩层与回采巷道上方顶板的连接关系，减小回采巷道上覆岩层在采空区形成的悬顶距，从而减轻回采时超前支承压力对回采巷道的影响，降低回采巷道维护难度。

ＳｅｒｉａｌＮｏ．６１９Ｎｏｖｅｍｂｅｒ．２０２０现　代　矿　业ＭＯＤＥＲＮＭＩＮＩＮＧ总第６１９期２０２０年１１月第１１期 王君杰（１９９１—），男，助理工程师，０３００２２山西省太原市万柏林区。

杜儿坪矿６８３１０回风巷水力压裂切顶卸压技术王君杰１　王俊虎１　马新根２　王小龙１（１．山西焦煤西山煤电集团公司杜儿坪煤矿；２．华能煤炭技术研究有限公司） 摘　要　切顶卸压技术已在诸多矿区成功应用，取得了巨大的社会效益，西山煤电集团杜儿坪煤矿作为典型的高瓦斯矿井，采用传统炸药爆破的方式进行巷道顶板岩层预裂爆破会带来很大的安全隐患。

鉴于此，积极试验了水力压裂技术，提出了“低位致裂＋高位弱化”的整体控制思路，并以６８３１０回风巷为工程背景进行试验，现场切顶卸压效果良好。

关键词　高瓦斯矿井　切顶卸压　顶板岩层　水力压裂ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４ ６０８２．２０２０．１１．０１９ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＰｒｅｓｓｕｒｅＲｅｌｉｅｆｂｙＨｙｄｒａｕｌｉｃＦｒａｃｔｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆ６８３１０ＶｅｎｔｉｌａｔｉｏｎＲｏａｄｗａｙｉｎＤｕ＇ｅｒｐｉｎｇＣｏａｌＭｉｎｅＷＡＮＧＪｕｎｊｉｅ１　ＷＡＮＧＪｕｎｈｕ１　ＭＡＸｉｎｇｅｎ２　ＷＡＮＧＸｉａｏｌｏｎｇ１（１．ＤｕｅｒｐｉｎｇＣｏａｌｉｎＸｉＳｈａｎＣｏａｌＥｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ．；２．ＨｕａｎｅｎｇＣｏａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＣｏ．，Ｌｔｄ．）Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｅｃｕｔｔｉｎｇｒｏｏｆｐｒｅｓｓｕｒｅｒｅｌｉｅｆｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｓｂｅｅｎｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙａｐｐｌｉｅｄｉｎｍａｎｙｍｉｎｉｎｇａｒｅａｓ，ａｎｄｈａｓａｃｈｉｅｖｅｄｈｕｇｅｓｏｃｉａｌｂｅｎｅｆｉｔｓ．ＤｕｓｈａｎｐｉｎｇＣｏａｌＭｉｎｅｏｆＸｉｓｈａｎＣｏａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙＧｒｏｕｐｉｓａｔｙｐｉｃａｌｈｉｇｈｇａｓｍｉｎｅ．Ｇｒｅａｔｓｅｃｕｒｉｔｙｒｉｓｋｓ．Ｉｎｖｉｅｗｏｆｔｈｉｓ，ｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗａｓａｃｔｉｖｅｌｙｔｅｓｔｅｄ，ｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｃｏｎｔｒｏｌｉｄｅａｏｆ＂ｌｏｗ ｌｅｖｅｌｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ＋ｈｉｇｈ ｌｅｖｅｌｗｅａｋｅｎｉｎｇ＂ｗａｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ，ａｎｄｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅ６８３１０ｒｅｔｕｒｎａｉｒｌａｎｅａｓｔｈｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　ｈｉｇｈｇａｓｍｉｎｅ，ｐｒｅｓｓｕｒｅｒｅｌｉｅｆｂｙｒｏｏｆｃｕｔｔｉｎｇ，ｒｏｏｆｓｔｒａｔａ，ｈｙｄｒａｕｌｉｃｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ 西山煤电公司杜儿坪煤矿位于山西省太原市万柏林区，于１９５６年正式建矿。

当代化工研究Modem Chemical Research81 2021•07技术应用与研究综采工作面水力压裂采煤技术分析*武勇龙(西山煤电官地煤矿山西030022)摘耍：官地煤矿8#煤层28418工作面的顶板整体较为坚硬，根据探测发现，存在上下两层硬度较高的石灰岩层，完整性也相对较好，这就导致工作面在开采时，出现了较为明显的初次垮落的步距非常大，若不采取强制放顶措施，根据测算表明，步距能够超过40m,带来的 后果较为严重.同时，本矿井属于瓦斯相对较高的矿井，选择使用传统的深孔爆破的方式，危险性相对较高，因此，可选择使用高效水力压裂顶板餉方式，提升工作面的安全效果”关键词：综采工作面；水力压裂；采煤技术；分析中图分类号：TD文献标识码：AAnalysis of Hydraulic Fracturing Mining Technology in Fully Mechanized CoalMining FaceWu Yonglong(Guandi Coal Mine of Xishan Coal and Electricity,Shanxi,030022)Abstracts The roof o f28418working f ace in8#coal seam of Guandi Coal Mine is relatively hard as a whole.According to the detection, there are two limestone layers with higher hardness,and the integrity is relatively good,which leads to the obvious initial caving step in the working face during mining.If the forced caving measures are not taken,the calculation shows that the step distance can exceed40m,resulting in serious consequences.At the same time,this mine is a mine with relatively high gas content.If t raditional deep-hole blasting is used,the risk is relatively high. Therefore,high-efficiency hydraulic f racturing can be used to improve the safety effect of t he working f ace.Key words：fitlly mechanized coal mining f ace^hydraulic f racturings coal mining technology\analysis仁工程概况28418工作面井下位于官地煤矿中四、南四、南五采区之间，煤层倾角1-14°,平均8。

浅谈煤矿井下的水力压裂技术随着我国煤矿开采深度逐步增加，瓦斯灾害日益突出，为保证煤矿安全生产，人们越来越重视瓦斯灾害的治理研究。

目前瓦斯抽放是瓦斯治理最有效的措施，但由于国内煤层具有低渗透率的特点，瓦斯抽放效果有限，如何提高煤层的渗透率，增大透气性系数，成为目前瓦斯治理工作研究的重点。

当前常用的方法主要有深孔松动爆破和煤层高压注水压裂两种，前者虽然能够提高煤层的渗透率，但在应用过程中易产生哑炮而留有安全隐患。

目前淮南矿业集团正大力推广水力压裂增透技术，提高钻孔抽采效果，减少钻孔施工数量，实现技术经济一体化。

1 水力压裂增透技术基本原理煤矿井下水力压裂是一种使低渗煤层增透的技术，其基本原理是借助高壓水通过钻孔以大于煤岩层滤失速率的排量向煤岩体注入，克服最小地应力和煤岩体的抗拉强度，在煤层各种原生弱面内对弱面两壁面产生的劈裂或支撑作用使弱面发生张开、扩展和延伸，从而对煤层形成内部分割，这种分割过程一方面通过原生弱面的张开和扩展，增大了裂隙等弱面的空间体积，增加了煤体孔隙率；另一方面原生孔裂隙等弱面的延伸增加了孔裂隙之间的连通，形成相互交织的多裂隙连通网络，增加了瓦斯的运移通道，正是由于这种裂隙连通网络的形成，致使煤层的渗透率大大提高，在负压抽采过程中，使得吸附瓦斯得以快速解吸，从而提高低渗煤层的抽采效果。

2 施工背景淮南潘一矿东井西一（13-1）盘区顶板回风上山揭13-1煤预计瓦斯压力达到5MPa左右，突出危险性较大，为提高揭煤消突钻孔的预抽效果，达到快速消突的目的，确保安全、高效地揭过13-1煤层。

选择对该处揭煤采取水力压裂增透技术。

3 钻孔施工3.1 水力压裂钻孔设计本次压裂试验压裂半径按30m进行设计，共设计5个压裂钻孔，分别为压1、压2、压3、压4与压5，其中压2与压5均穿过13-1煤层1m，即进入13-1煤层顶板1m。

5个压裂钻孔分两个地点进行压裂，其中压1、压2、压3孔在1252（3）底板巷施工，压4与压5在揭煤巷道施工至法距15m处施工。

煤矿水力压裂总结报告摘要本报告对煤矿水力压裂技术进行了总结和分析。

水力压裂是一种利用高压水将裂缝注入煤层，以增加煤层透气性的技术。

通过实践和研究，我们总结出水力压裂在煤矿开采中的优势和应用情况，并对其未来发展进行了展望。

引言煤矿水力压裂技术是一种有效的煤层开采工艺，在近年来得到了广泛的应用。

水力压裂可以增加煤层渗透性，提高瓦斯抽采效果，降低煤层爆炸的风险。

本文将对水力压裂技术的原理和应用进行深入探讨，并总结实际应用中的经验和问题。

1. 水力压裂技术原理水力压裂技术是利用高压水将裂缝注入煤层，以增加煤层透气性的方法。

通过将高压水注入煤层，可以产生裂缝，改变煤层渗透性并提高瓦斯抽采效果。

水力压裂技术主要包括以下几个步骤：1.确定水力压裂层位：根据地质勘探和矿井实际情况，确定适合水力压裂的煤层层位。

2.配制压裂液：选择合适的压裂液，调配出符合要求的压裂液。

3.建立压裂系统：布置压裂泵、管道和阀门等设备，建立完整的压裂系统。

4.进行水力压裂：将高压液体通过压裂系统注入煤层，产生裂缝并提高煤层渗透性。

5.监测裂缝扩展情况：使用地下测量技术监测裂缝的扩展情况，评估压裂效果。

2. 水力压裂技术在煤矿开采中的应用水力压裂技术在煤矿开采中有着广泛的应用。

主要包括以下几个方面：2.1 提高煤层透气性水力压裂技术可以改变煤层的渗透性，提高煤层的透气性。

通过增加煤层的透气性，可以提高瓦斯抽采效果，降低煤矿瓦斯爆炸的风险。

2.2 提高煤矸石开采效率煤矸石是煤矿开采过程中产生的一种废弃物，水力压裂可以提高煤矸石开采效率，并减少对地下水的污染。

2.3 降低煤层开采难度部分煤矿存在煤与矸石夹层的情况，煤矿开采难度较大。

水力压裂技术可以破坏煤与矸石的结合，降低开采难度。

2.4 提高煤层开采率水力压裂技术可以促使煤层裂缝扩展，提高煤层的开采率。

通过水力压裂，可以有效利用煤矿资源，提高矿井的经济效益。

3. 水力压裂技术的优缺点水力压裂技术有着一些优点，但同时也存在一些不足之处。

##松藻煤电公司打通一煤矿松软突出煤层高压水力压裂试验总结报告松藻煤电公司打通一煤矿二零一一年九月目录摘要21 前言52 试验地点概况62.1 工作面布置62.2 试验地点的煤层瓦斯赋存情况63 压裂设备选型与运输安装73.1 压裂设备选择73.2 设备运输与安装84 钻孔设计与施工94.1 压裂孔设计与施工94.2 检验孔设计与施工135 压裂实施145.1 HTB500型泵压裂试验145.2 BZW200/56型泵压裂试验166 压裂效果考察176.1 压裂X围考察176.2 抽采效果考察237 结论30摘要打通一矿为煤与瓦斯突出矿井，煤层透气性系数低，煤质松软，煤层瓦斯含量大，穿层钻孔施工过程中垮孔严重，瓦斯预抽非常困难，严重威胁矿井采掘安全。

随着矿井向深部延深，瓦斯威胁日益加剧，因此矿积极推进“水治瓦斯〞科技攻关，强化瓦斯抽采。

矿井在成熟应用水力割缝技术根底上，开展了高压水力压裂技术试验研究。

本次水力压裂试验分两个阶段进展，累计压裂4个孔，压裂试验达到预期节点目标。

试验第一阶段采用##航天动力集团生产的HTB500型泵压裂2个孔〔压1#孔，压2#孔〕；试验第二阶段采用##六合煤机公司生产的BZW200/56型泵压裂2个孔〔压3#孔，压4#孔〕。

压1#孔设计压裂M7煤层，累计注水量310.39m3，主泵压力17～41.7MPa，流量0.6～13.7m3/h之间，压裂过称中屡次出现压力下降-流量上升过程，为检验压裂效果，在压裂孔倾向、走向方向累计施工检验孔14个，经取样检测得出：压1#孔沿煤层倾向最大压裂影响X 围是50m，沿走向最大影响X围是70m。

对压裂影响X围内的检验孔与常规钻孔抽放效果进展比照，结果说明：压裂后，钻孔瓦斯自然排放与抽采浓度、纯量均有大幅提高。

自然排放条件下，压裂影响X围内检验孔排放浓度为78～95%，平均单孔瓦斯排放纯量提高2.5倍；在接抽条件下，压裂影响X围内钻孔抽采浓度提高40%左右，平均单孔瓦斯抽采纯量提高1.9倍。

压裂工作总结一、主要工作完成情况1、2018年到2018年累计完成31层（段）12口井的压裂工作，其中水平井1口。

现已全部下泵投产。

2、在以上各井施工过程中，做到深入现场、严格监督、准确核实、详细记录、积极学习，保证了射孔、压裂、冲砂、下泵作业的正常施工和作业质量，目前以上各井生产正常。

在12口井共计31层（段）的压裂施工过程中，做到了执行设计坚决、分析问题科学、采取措施合理，较好的完成了压裂监督和学习任务。

累计用液量22981方，平均每层用液量696.39方。

累计用砂量1249.7方，平均每层用砂量37.87方。

在水平井的压裂施工过程中，为了满足L型井快速施工的要求，使用了新的压裂工艺-连续油管水力喷砂射孔拖动分层环空压裂。

经过10天的紧张施工，圆满的完成了顺A5煤层走向压裂7段的方案。

二、现场学习压裂作业是一项复杂而又高技术的作业，现场知识的学习至关重要，现场知识的学习包括对压裂设备和压裂材料的认识。

1、压裂设备压裂施工设备主要由地面设备和压裂车组两部分组成。

地面设备压裂用地面工具设备主要有封井器、井口球阀、投球器、活动弯头、油壬、蜡球管汇、压裂管汇等，为井口以上地面控制类工具。

压裂车组(1)压裂车压裂车是压裂的主要设备，它的作用是向井内注入高压、大排量的压裂液，将地层压开，把支撑剂挤入裂缝。

压裂车主要由运载、动力、传动、泵体等四大件组成，压裂泵是压裂车的工作主机。

现场施工对压裂车的技术性能要求很高，压裂车必须具有压力高、排量大、耐腐蚀、抗磨损性强等特点。

(2)混砂车混砂车的作用是按一定的比例和程序混砂，并把混砂液供给压裂车。

它的结构主要由传动、供液和输砂系统三部分组成。

(3)砂罐车砂罐车的作用是装载压裂砂，按照施工要求向混砂车内加入定量的不同目数的压裂砂。

(4)仪表车仪表车是压裂施工的指挥部，完成压裂全过程的监测，实时采集、显示、记录压裂作业全过程的数据，并对工作数据进行相关处理、记录保存，最后打印输出施工数据和曲线。