煤田地质与勘探

作者：张宏图, 周甜, 王登科, 李博涛, 罗勇, 潘荣生, 唐家豪, 卢卫永,

关键词：煤层瓦斯, 水力割缝, 增透措施, 应力–扩散–渗流耦合模型, 钻孔布置,

目的和方法为提升瓦斯抽采煤层增透效果，针对白坪矿区煤层松软、渗透率较低、瓦斯赋存条件复杂等特点，考虑有效应力、瓦斯运移、真实气体效应与迂曲度影响，构建基于孔隙−裂隙双重介质假设的煤层应力−扩散−渗流耦合模型，模拟探究不同钻孔间距及不同瓦斯含量煤层在抽采时瓦斯含量变化规律，开展不同增透措施及煤孔段卸煤量下现场试验，对比水力冲孔、水力割缝与机械扩孔增透效果，优选煤层增透技术。结果和结论建立的煤层应力−扩散−渗流耦合模型，可以更精确地描述煤层瓦斯扩散特性及瓦斯流动路径；煤层厚度与瓦斯含量对抽采效果影响显著，煤层越厚、瓦斯含量越高时，瓦斯抽采达标所需钻孔间距越小，在瓦斯含量为≤7、>7~8、>8~9.35 m3/t条件下，若煤层厚度≤1 m，间距应不超过11、9、8 m，厚度为>1~5 m时，应不超过10、9、7 m，厚度为>5~9 m时，应不超过10、8、7 m。现场试验表明，水力冲孔、水力割缝与机械扩孔均可降低甲烷体积分数并提升有效抽采半径，且在抽采初期较为明显，后期变化逐渐趋于平缓；在相同技术条件下，水力割缝技术效果最优，抽采90 d时，煤层甲烷体积分数降低了64.74%，有效抽采半径增加0.35 m。

来源：2025年第6期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

查看煤田地质与勘探杂志2025年第6期