煤炭工程 ›› 2025, Vol. 57 ›› Issue (6): 106-114.doi: 10. 11799/ ce202506014
水力冲孔协同注气驱替强化瓦斯抽采技术及应用研究
屈花荣
Gas extraction enhancement technology with hydraulic flushing and gas-injection displacement
摘要:
为提高低透煤层水力冲孔钻孔卸压瓦斯抽采效果,消除冲孔诱发的集中应力对瓦斯流动的负效应,提出了水力冲孔协同注气驱替强化瓦斯抽采方法。同时,为探讨影响水力冲孔协同注气驱替增抽瓦斯效果的因素,建立了多组分气体储运过程流-固耦合模型,分析了不同冲孔钻孔等效直径、注气压力和钻孔间距对瓦斯增流和消突效果的影响规律。结果表明:冲孔钻孔等效直径越大,注气初期增流效果越显著;注气后期冲孔钻孔等效直径对增流效果的影响逐渐减小。注气时间小于25d时,等效直径2.4m条件瓦斯抽采纯量明显高于等效直径1.6m 条件。当注气时间大于25d时,两种条件下的瓦斯抽采纯流量逐接近并在后期出现等效直径2.4m条件瓦斯抽采纯流量小于1.6m条件的现象。注气初期注气压力对增流效果影响不大;注气时间逐渐增大时,注气压力对增流效果的影响逐渐减小。钻孔间距对瓦斯增流和消突效果影响并不显著,但钻孔间距较大时可能出现增产滞后现象。因此,虽然较大的冲孔钻孔等效直径与注气压力条件,能有效缩短消突周期,但是注气驱替后期效果并不显著。现场工程试验结果表明,采用低透煤层水力冲孔与注气驱替协同增抽瓦斯技术后,钻孔瓦斯抽采流量最大提高至0.0325m3/min,增流44%~85%。与此同时,钻孔瓦斯抽采浓度最大提高至79.3%,浓度提高了103%~167%。
中图分类号: