矿业安全与环保

作者：王建伟

关键词：松软低透气性煤层, 水力压裂, PFC^2D, 注水参数, 瓦斯抽采

为解决松软低透气性煤层瓦斯抽采难度大、效率低的难题，以新景煤矿3#煤层为研究对象，采用PFC2D颗粒流数值模拟软件和控制变量法，研究不同注水流量和压裂时间对煤层水力压裂半径、裂缝最大开度和裂缝数目的影响。研究结果表明：松软低透气性煤层水力压裂半径、裂缝最大开度和裂缝数目与注水流量和压裂时间均呈幂函数形式增长。基于松软低透气性煤层的特点，引入压裂液效率，得到了压裂半径、裂缝最大开度和裂缝数目的修正计算公式。基于新景煤矿3#煤层实际工程地质条件，在南五底抽巷进行了现场水力压裂试验。试验结果表明：当泵注压力为20~25 MPa、注水量为90~100 m3时，水力压裂半径约为50 m；水力压裂区域煤层透气性系数、平均抽采瓦斯浓度、百米巷道瓦斯抽采量和单孔平均抽采瓦斯纯流量分别为未压裂区域煤层的22.0、2.2、2.4、2.7倍，为新景煤矿3#煤层水力压裂参数选取和瓦斯抽采设计提供了技术指导。

来源：2021年第6期

《矿业安全与环保》期刊编辑部

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