低透煤层水力压裂促进瓦斯抽采模拟与试验研究*
来源：中国安全科学学报杂志2017年第10期北京时间：
作者：周西华, 周丽君, 范超军, 白刚, 宋东平
单位：1 辽宁工程技术大学 安全科学与工程学院,辽宁 阜新 123000;；2 辽宁工程技术大学 矿业学院,辽宁 阜新 123000
摘要：针对低透气性煤层瓦斯抽采难度大、工作量大、效率低等问题,采用水力压裂技术促进煤层瓦斯抽采。在多场耦合和弹性损伤理论基础上,建立煤层损伤-应力-渗流耦合模型,数值模拟马堡煤矿15108工作面水力压裂及瓦斯抽采过程,分析煤层弹性模量、渗透率和瓦斯压力的变化规律,确定压裂和抽采关键参数,并据此开展工程试验,对模拟结果进行验证。结果表明:高能压裂液能使煤层破裂,渗透率急剧升高,加快瓦斯向抽采钻孔运移;随着压裂时间增加,压裂损伤范围逐渐扩大;模拟得出水力压裂10 000 s时,2个压裂孔间的损伤区在抽采孔处贯通,压裂损伤范围达 14 m;现场压裂试验后,瓦斯抽采平均和最高纯量分别达到63.79 和126.57 m3/d,是未压裂的9.65倍和7.23倍,透气性升高了67倍。
关键词：低透气性煤层,水力压裂,瓦斯抽采,增透促抽,损伤-应力-渗流耦合模型,数值模拟
基金资助：国家自然科学基金资助(51274115)。
