造穴-CO2气相压裂复合技术造缝卸压增渗机理研究
闫志铭1
张新生2
张军胜3
杨百舸4
曹运兴3
李淑敏1
董润平1
1.华阳新材料科技集团有限公司,山西阳泉 0450002.河南理工大学土木工程学院,河南焦作 454000;河南省非常规能源地质与开发国际联合实验室,河南焦作 4540003.河南省非常规能源地质与开发国际联合实验室,河南焦作 454000;河南理工大学资源环境学院,河南焦作 454000;中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心,河南焦作 454000;河南理工大学煤层气/瓦斯地质工程研究中心,河南焦作 4540004.河南理工大学资源环境学院,河南焦作 454000
摘要：我国煤矿煤与瓦斯突出灾害严重,目前增透主要采用静力型技术和动力型技术,不同程度地解决了瓦斯治理难题.为获得更好的复合造缝卸压增渗效果,开发出造穴-气相压裂复合技术,综合采用 185 MPa高压力CO2 冲击煤样、数值模拟、光纤应变监测 3种技术手段,研究造穴-气相压裂复合技术的瓦斯治理机理.结果表明:①煤样在CO2 气相压裂应力波作用下,在煤基质表面新形成损伤坑(DM)和三翼型裂隙(TRW)典型显微构造.②煤层在静力型和动力型荷载复合作用下近钻孔中心范围内煤层中原始的裂隙被重新打开,形成以钻孔为中心的放射状多尺度、张剪性破坏为主的裂缝,该裂缝能够充分均化应力集中区,并使得煤层产生不可逆的破坏,其应力扰动范围为24 m.③在有效的气相压裂-造穴复合技术影响范围内,造穴孔有助于提高气相压裂应力波的能量利用效率,避免能量耗散在无效的震动区,充分导通压裂孔与造穴孔多尺度裂缝,使得煤层裂缝区域范围大、连续性强、卸压充分.研究为解决煤层低渗、难抽、高地应力的问题提供了参考.
关键词：瓦斯治理气相压裂卸压增透突出煤层造穴
分类号：TD713(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(42230814)
论文发表日期：2024-08-25
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 63-73 )
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