煤炭科学技术

作者：牛心刚, 张志刚, 张永将, 石必明,

关键词：低渗煤层, 射流轴向平面切缝, 应力演化, 卸压增渗, 瓦斯抽采,

水力化增透技术是当前瓦斯防治的重要技术之一，但现有水力化增透技术依旧存在卸压区域不连续，施工工艺复杂等问题，为进一步提高煤层卸压增透效果，提出了顺层射流轴向平面切缝新方法，首先构建了平面切缝理论模型，随后分析了围岩压力与射流切缝参数对卸压裂隙发育形态的影响，揭示了顺层射流轴向平面切缝卸压增渗机制，并优化了轴向平面切缝参数，开展了顺层钻孔预抽技术、钻孔环形割缝增透技术、射流轴向平面切缝增透技术的现场应用试验，对比了3种技术的优劣。研究结果表明：采用复变函数的方法构建的顺层射流平面切缝受力模型，能够准确地描述煤体内各点的应力场、应变场变化；侧压系数为1，围压从18.75 MPa不断增大到40 MPa时，裂隙发育高度呈现线性上升趋势，围压小于18.75 MPa时，存在裂隙发育非贯通区，且侧压系数越靠近1卸压裂隙区越大；水平缝槽间距为1.25 m或更小时，卸压裂隙区得到充分贯通，垂直缝间距在5 m以下时，两排切缝之间的裂隙能够形成贯通区，但垂直缝间距大于5 m时，切缝之间难以形成裂隙贯通区，而煤层厚度大于4 m左右时可施工两排切缝；现场试验表明，与顺层钻孔预抽技术、顺层钻孔环形割缝增透技术相比，射流轴向平面切缝增透技术可将瓦斯抽采浓度提高0.27倍和0.5倍、将瓦斯抽采纯量提高1.43倍和2.35倍，将抽采达标预期时间缩短为48 d，进一步验证了顺层射流轴向平面切缝卸压增渗技术的有效性。

来源：2026年第2期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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