浅谈煤矿压裂掘进工艺

【摘 要】煤矿生产中岩石压裂掘进是减少高成本的机掘。以及高风险的爆破作业的一种新型掘进工艺。优点安全方便快捷，工艺简单、易操作，安全可靠、可以大大降社低人工成本以及设备成本。该技术也同时保证了矿井高瓦斯突出煤层揭煤，为突出煤层区域消突提供了切实可行的新措施。

【关键词】  压裂掘进工艺  低风险 安全

传统掘进工艺

煤矿由于地质条件不断变化，当遇到岩石系数较大的岩石时，通常使用放炮的方式。我国矿井中施工现场上所出现的情况普遍存在着打眼少而乱、装药多而无用和放炮乱而无序，这些问题的存在就给煤矿岩巷掘进带来了非常大的困难和危险，对安全生生产不利。爆破作业风险加大，残炮。煤破所产生的有毒有害气体，以及爆破作业对顶板支护的硬坏力远加出我们的想向。造成了一系列的麻烦，其后果是：炮眼没有得到有效的利用，不仅浪费了打炮眼的时间，而且浪费了火药的费用；岩石碎块被震得远，堆积不够集中，就给运输碎石带来了麻烦；周边还需要一定的时间来加大挖掘量，使得巷道的成型质量差，围岩松动，而且破坏较严重，加大了周边支护材料的耗费，平白无故的增加了这些后期工程的费用，不仅不合理，而且经济效益也大打折扣，还降低了巷道的稳定性和安全性，为后期的工作埋下了不小的隐患，这样的工程带来的后果将是不堪设想的。因此，我们因当在这些方面做出努力。文中我们使用的工艺完全可以胜任机掘、与爆破作业所能达到的效果且安全高效。

1.掘进压裂技术原理简述

煤矿井下压裂技术是根据煤矿生产实际情况，利用众矿生产活动造成的采动影响，结合井巷工程对岩石实施定向压裂增透。其基本原理是利用高压流体通过钻孔对岩石双重介质体的劈裂作用，使其气固液结合的方式，克服最小主应力对岩体的破裂压力使弱面发生张开，扩展和延伸方面原生孔裂除的张开扩股，增加了岩体孔隙，另方面原生孔裂的延伸增加了裂隙之间的连通，从而形成相互裂隙网络，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，致使煤岩层的渗透率大大提高，对岩体产生压裂分解的过程

2.压裂掘进工艺

2.1.施工方式采用钻孔作业。按照压裂布置图布置压裂钻孔，钻孔分为单排眼，一般用于节理发育的岩层。2.2.双排眼，其布置形式有对眼、三花眼和三角眼等，一般适用于巷道顶底板硬时可用对眼、三花眼；岩石松软或顶底板破碎时可用三角眼。2.3.三排眼，亦称五花眼，用于坚硬或无层理发育岩层。

3.钻孔角度以及间距应满足下列要求：

根据岩石的物理性质、岩石硬度系统大于 （F3.5）且不易破碎，遇水不亲和、不变形等难度大的岩石情况时，按照压裂钻孔布置图设计压裂顺序。钻孔间距大于或等子300mm。特别强调就是压裂钻孔要从巷道断面中心开始，角度与前掘方向平行，钻孔长度1.6m采用压裂枪放至钻孔内，压裂枪采用电动、风动两种泵体，产生30-50pa.将岩石压裂，然后向巷帮两侧依次压裂，一直到压裂工作结束。

附图为某矿岩石抗压测定分析报告。

4.煤矿压裂技术的应用

岩石劈裂机运用液压机械方式对岩石进行劈裂，是针对坚硬岩石能高效梨辟的创新设备。在矿山开采及建筑土石方工程中不能使用炸药的情况下破碎岩石具有很大的技术优势的在高瓦斯区域放顶困难的区域里，利用压裂技术实现煤体顶板整体均与卸压，吸附瓦斯快速解析，从而境加瓦斯抽采量：消除煤与瓦斯突出的危险性。在层理或张开度增大的过程中，坚硬顶板煤层开采矿山压力显现剧烈。坚硬顶板煤层在回采后形成顶板大面积悬露而不垮落。顶板大面积的垮落，经常给工作面支护、人员和设备造成严重的危害，甚至发生矿震。可以认为压裂技术是行之有效的处理方法

5.结语

如何更合理地选定压裂工艺参数、降低施工成本、井下压裂改变了煤体及其围岩的应力分布，有效地消除了冲击地压，软化了硬岩顶板，改善了生产过程中的顶板管理，改善了工作面作业环境，有效阻止不利安全生产的现状。

由于自然因素作用，我国大部分煤层瓦斯含量高、透气性系数低，瓦斯抽采量难以达标，煤矿瓦斯灾害严币。并下压裂关键技术与装各的研发以及成功应用，对改善我国对单一、松软、低渗煤层实施压裂增透，能够大幅度增加煤层透气性，极大地降低了区城瓦斯治理工程成本，降低了工作面煤与瓦斯突出危险性。

煤矿井下作业环境复杂，并下服裂属于高技术高危险作业，因此，并下压裂必须编制严密安全技术措施。中经过严格培训的专业化队伍施工，才能更好的为煤矿发全生产服务。