双灾害防控下地面水平井分段压裂监测及裂缝评价
韩亮1
曹阔2
吴卫星3
陈建伟4
李俊涛4
陈鹏宇4
王帅旗2
1.应急管理大学 安全工程学院,北京 东燕郊 065201;河北省矿井灾害防治重点实验室,北京 东燕郊 0652012.应急管理大学 安全工程学院,北京 东燕郊 0652013.皖北煤电集团陕西金源招贤矿业有限公司,陕西 宝鸡 7210004.山西阳煤寺家庄煤业有限责任公司,山西 昔阳 045300
摘要：针对招贤煤矿面临冲击地压和顶板离层水害双重灾害的威胁,提出采用地面水平井分段压裂进行灾害防控.根据关键层理论和导水裂隙带扩展机制,确定煤层上方 40～50 m复合砂岩层为目标压裂层位,布置32 个压裂分段对目标层位实施压裂弱化,同时开展联合压裂监测,通过在井上、下布置微震传感器,拾取压裂期间微震信号;在井口安装压力传感器和流量计,监测压裂过程中的泵注压力、流量、排量等参数的变化;记录压裂期间井下各段出水情况.结果显示,通过添加暂堵剂,每一个压裂分段可以经历3～4 次重复压裂,大能量微震事件通常发生在岩层起裂及裂隙延展阶段;压裂施工期间,微震频次和能量增幅较大,超过103 J大能量事件占总能量的83.17％;根据微震事件投影得到的裂隙空间扩展几何形态,32 个压裂分段裂缝缝长平均达到 317 m,裂缝平均垂高为46.8 m,在水平及垂直方向均已达到设计要求;井下出水与微震响应关系表明,出水阶段,压裂延展阶段平均压力、各压裂分段大能量微震事件频次平均值、各压裂分段大能量微震事件能量平均值三个指标均小于未出水段,其值分别较未出水段低 5.1％、30.8％,及 32.9％,该结论可作为后续暂堵剂添加时间与添加量的参考依据.与未压裂工作面相比,压裂实施后,工作面初采及"见方"期间矿压显现平稳,导水裂隙带高度及裂采比均呈下降趋势,表明本次利用水平井分段压裂防治冲击地压及顶板离层水害效果已达到预期标准.
关键词：地面水平井水平压裂监测微震裂缝扩展冲击地压离层水害
分类号：TD712.6(矿山安全与劳动保护)TD84(矿山开采)
论文发表日期：2026-02-28
在线出版日期：2026-03-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 164-172 )
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