煤炭科学技术

作者：闫志铭, 张新生, 张军胜, 杨百舸, 曹运兴, 李淑敏, 董润平,

关键词：瓦斯治理, 气相压裂, 卸压增透, 突出煤层, 造穴,

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。

来源：2024年第8期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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