水力冲孔注水压力对煤层增透效果的影响研究

唐建平^1,2，武文宾^1,2，戴林超^1,2，孙朋^1,2

1. 瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室2. 中煤科工集团重庆研究院有限公司

摘 要：针对低透气性煤层瓦斯抽采难度大及效率低等问题,采用了水力冲孔技术对瓦斯进行抽采。在多物理场及损伤力学的基础上,建立了煤层损伤-渗流耦合方程,利用COMSOL Multiphysics软件数值模拟了平煤十二矿己₁₅号煤层17220工作面水力冲孔对煤层增透效果的影响,得出了当单孔冲孔煤量一定时,瓦斯抽采有效半径随着注水压力的增加而逐渐增大,但是当注水压力增大到一定程度时,抽采有效半径增加幅度值随着注水压力增大而减小,同时确定了该煤层的注水压力及钻孔方式,并开展了工程试验,结果表明:煤层经过水力冲孔后,瓦斯平均抽采浓度和抽采纯量分别为60%和0.087m³·min^-1,分别是未进行冲孔的2.07倍和2.9倍,透气性提高了13.5倍,而且残存瓦斯含量下降到防突标准以下,消突效果明显。

关键词：低透气性煤层;水力冲孔;损伤-渗流耦合方程;瓦斯抽采;注水压力;增透效果;