煤矿井下水力压裂技术及在围岩控制中的应用
水力压裂技术在采矿工程中的应用与效果分析
水力压裂技术在采矿工程中的应用与效果分析水力压裂技术是一种通过注入高压水剂以及固体颗粒，将岩石破碎并形成裂缝的技术。
它主要用于提高油气和水资源的开采效果，优化采矿工程。
本文将对水力压裂技术在采矿工程中的应用以及效果进行分析。
首先，水力压裂技术在油气开采中的应用是十分广泛的。
通过将高压水剂注入油气储层，可有效地把岩石破碎，并形成裂缝网络。
这些裂缝能够提供更大的储层表面积，从而增加开采区域的有效渗透面积。
此外，水力压裂技术还能改善储层连通性，提高油气的采集效率。
通过合理的施工设计和操作方式，可以实现裂缝的指向性扩展，进一步提高采收率。
其次，水力压裂技术在水资源开采中也发挥了重要作用。
在富水储层中，水力压裂技术能够有效地提高开采率和注水率，实现更加稳定的水资源供应。
通过水力压裂，可增加储层渗透率，加大水井的产能。
此外，水力压裂技术还可应用于地下水资源的开采，提高井水量，满足农田灌溉、城市供水等需求。
水力压裂技术在采矿工程中的应用效果也是显著的。
首先，它能够大幅度提高采收率。
通过水力压裂，可以将原本无法开采的储层有效开发，并提高采取比。
这不仅能够增加产量，还能够提高采矿效益。
其次，水力压裂技术能够增加开采井的产能，提高油气或水的产量。
这对于地下资源开采公司来说，将是一项重要的利润增长点。
此外，水力压裂技术还能够改善储层的物理性质，提高油气或水的流动性，进一步提高开采效果。
然而，水力压裂技术在应用过程中也存在一些问题。
首先，水力压裂施工成本较高，涉及到固体颗粒和高压水剂的注入，需要专业的设备和技术人员，这增加了成本投入。
其次，施工过程对环境的影响较大，可能导致水资源的浪费、地下水表面化、地震等现象。
因此，在应用水力压裂技术时，需要制定相应的环保措施，以减少环境影响。
综上所述，水力压裂技术在采矿工程中的应用与效果是非常显著的。
它能够提高油气储层的采收率，增加水资源的开采量，改善采矿工程效果。
然而，在应用过程中也需要注意环境保护和成本控制等问题。
《2024年豫西软煤围岩水力破裂卸压增透技术研究与应用》范文
《豫西软煤围岩水力破裂卸压增透技术研究与应用》篇一一、引言在豫西地区的煤炭开采过程中，软煤围岩常常因复杂的地下条件而显得十分棘手。
这一地区的煤矿资源面临着多种问题，如围岩压力增大、透水性差等，这不仅威胁了采煤过程的安全性，还影响了煤炭的开采效率。
因此，对豫西软煤围岩进行水力破裂卸压增透技术的研究与运用显得尤为重要。
本文将深入探讨该技术的理论依据、研究方法以及实际应用效果。
二、豫西软煤围岩的特性及挑战豫西地区的煤炭资源丰富，但软煤围岩的特殊性质给采煤工作带来了诸多挑战。
软煤围岩的强度低、透水性差，容易在采煤过程中发生坍塌和突水事故，给矿工的生命安全带来严重威胁。
此外，软煤围岩的复杂性也使得煤炭开采效率大大降低。
因此，如何解决这一难题成为了煤炭行业亟待解决的问题。
三、水力破裂卸压增透技术原理水力破裂卸压增透技术是一种针对软煤围岩的开采技术。
该技术利用高压水力能量对围岩进行破裂，从而降低围岩的压力，提高其透水性。
具体而言，该技术通过向围岩注入高压水，使围岩产生裂缝，释放内部压力，同时增加围岩的透水性，为煤炭的开采提供更加安全和高效的作业环境。
四、技术研究1. 理论依据：水力破裂卸压增透技术基于岩石力学、流体力学等原理，通过科学计算和分析，确定最佳的破裂压力和破裂位置，以达到最优的卸压和增透效果。
2. 实验研究：在实验室条件下，对不同性质的软煤围岩进行水力破裂实验，研究破裂过程中的压力变化、裂缝扩展规律等，为现场应用提供理论依据。
3. 现场应用：将水力破裂卸压增透技术应用于豫西地区的煤矿，通过实地监测和数据分析，评估技术的效果和安全性。
五、技术应用与效果在豫西地区的煤矿中应用水力破裂卸压增透技术后，取得了显著的效果。
首先，该技术有效地降低了围岩的压力，减少了坍塌和突水事故的发生，提高了采煤过程的安全性。
其次，该技术增加了围岩的透水性，有利于排水和通风，为煤炭的高效开采提供了有力保障。
此外，该技术的应用还提高了煤炭的采出率，降低了开采成本，为煤矿企业带来了显著的经济效益。
井下水力压裂技术抽采煤层瓦斯技术及应用分析
井下水力压裂技术抽采煤层瓦斯技术及应用分析摘要：文章以某矿区作为研究对象，对该矿区井下的瓦斯灾害情况进行简要介绍，在此基础上，提出应用水力压裂技术对井下瓦斯进行抽采，以此来提高抽采效率，缩短抽采时间，解决矿井瓦斯突出问题。
期望通过本文的能够对水力压裂技术在煤矿瓦斯抽采中的推广应用有所帮助。
关键词：水力压裂技术；煤层；瓦斯抽采在煤矿井下五大灾害中，瓦斯的危害性最为严重，一旦井下瓦斯浓度超标，遇到火源后，会引起爆炸，由此不但会导致人员伤亡，而且还可能造成矿井坍塌。
因此，对井下瓦斯进行高效抽采显得尤为必要。
在瓦斯抽采的过程中，为提高抽采效率，缩短抽采时间，可以对水力压裂技术进行合理应用。
借此，下面就井下水力压裂技术抽采煤层瓦斯技术及应用展开分析探讨。
1矿井概况及瓦斯灾害某矿区的地质构造较为复杂，含煤地层为二叠系龙潭组，共计含煤8层，全区可采煤层为K1，局部可采煤层为K3和K4，整个矿井当中，有90%左右的范围是单一严重瓦斯突出危险煤层。
受到地质条件的影响，使得矿井的灾害情况比较严重，五大灾害一应俱全，其中瓦斯突出最为严重。
自该煤矿建成投用一来，共计发生瓦斯突出事故48次，造成47人死亡，其中6次事故为500吨以上。
随着井下开采作业面向纵深方向发展，使得瓦斯灾害变得更加严重。
为此，必须采取合理可行的方法和措施，对井下作业面的瓦斯进行高效抽采，以此来确保煤层开采的安全、有序进行。
2井下水力压裂技术在抽采煤层瓦斯中的应用2.1水力压裂技术增透机理水力压裂是通过裂缝为瓦斯流动创造有利条件，从而提高抽采效率的技术措施。
随着裂隙网络的形成，煤岩层的渗透率会随之提高，当压裂液排出以后，便会形成瓦斯渗流通道，由此能够使煤岩层本身的透气性获得大幅度增加，位于较远位置处的瓦斯可以较为通畅地流入到钻孔当中，瓦斯的抽采效率随之提高，抽采时间显著缩短。
2.2压力与水量的控制在对裂缝扩展长度进行控制时，可以对起裂压力、压裂液的注入量以及压裂时间的长短进行控制，并对压力参数进行合理确定。
煤矿井下压裂关键技术及装备应用研究
煤矿井下压裂关键技术及装备应用研究摘要：煤矿瓦斯灾害防治是全世界产煤国面临的共同难题，有效治理瓦斯是实现我国煤矿安全开采的技术保障。
本研究将地面压裂技术移植井下，结合煤矿生产实际情况，研究开发了井下水力压裂泵组、基于WIFI的井下压裂监控系统、井下压裂专用操作指挥舱等关键技术和装备，制定了井下压裂工艺与安全保障体系并在多家煤矿进行了工业应用，效果显著。
井下压裂关键技术和装备的有效研发，是井下压裂技术成功应用的保证。
关键词：煤矿瓦斯治理井下压裂装备1 引言水力压裂技术是改造低渗透储集层，使其达到工业性开采经济有效的增产措施之一，广泛应用于油、油气藏、煤层气藏，以及地热井资源的开采中，并取得了良好的增产效果[1]。
近年来，随着瓦斯、冲击地压等灾害防治的难度不断增大，煤矿灾害已成为制约我国煤炭行业可持续发展的关键因素[2-4]。
河南省煤层气开发利用有限公司及多家科研、高校和生产单位，根据煤矿安全高效生产的需要，以煤与瓦斯突出机理为指导，按照自主原始创新、集成创新和引进消化吸收创新的思想，结合煤矿巷道工程及采动影响，研发了成套技术及装备，成功地将地面压裂技术移植井下。
在河南平顶山、鹤壁、焦作、义马、贵州六枝等矿区上千次现场应用表明，井下压裂技术在增大煤层渗透率、提高瓦斯抽采量、降低煤与瓦斯突出危险性、防治冲击地压、改善工作面作业环境等方面效果显著。
国内相关专家认为井下压裂技术在单一低渗煤层区域瓦斯治理和利用方面开创了一条新途径。
2 井下压裂基本原理煤矿井下压裂是根据煤矿生产实际情况，利用煤矿生产活动造成的采动影响，结合井巷工程对煤层实施定向压裂增透。
其基本原理是利用高压流体对煤层双重孔裂隙介质体的劈裂作用，克服最小主应力和煤岩体的破裂压力，通过气固液多相多场耦合，使弱面发生张开、扩展和延伸[5]。
一方面原生孔裂隙的张开和扩展，增加了煤体孔隙率，另一方面原生孔裂隙的延伸增加了裂隙之间的连通，从而形成相互交织的多裂隙连通网络，增加了瓦斯的运移通道，正是由于这种裂隙连通网络的形成，致使煤层的渗透率大大提高，煤体实现整体均匀卸压，吸附瓦斯快速解析，从而增加瓦斯抽采量，消除煤与瓦斯突出的危险性。
关于水力压裂技术在煤矿瓦斯治理方面的应用
区域治理前沿理论与策略关于水力压裂技术在煤矿瓦斯治理方面的应用韦小发国家电投集团贵州金元贵州林华矿业有限公司，贵州 金沙 551800摘要：水力压裂治理是治理煤矿瓦斯的一项重要技术，该项技术在具体应用过程中与其它治理技术相比，其可以实现对瓦斯治理环境的改善，并且可以提高治理效果，保证煤矿开采作业的安全性，降低安全事故的发生几率。
关键词：水力压裂；煤矿；安全生产；瓦斯治理通过对我国煤矿资源进行可以发现，我国煤矿透气性差，并且煤矿中的瓦斯含量高，在煤矿开采过程中一旦发生瓦斯爆炸事故，将会造成巨大的经济损失和人员伤亡。
正是因为如此，长期以来，我国在煤矿开采过程中，都将瓦斯治理作为其中最为重要的一项内容。
一、水力压裂技术原理及相关工艺1技术原理水力压裂技术是煤矿开采过程中常用一项技术，其适合应用在原生结构煤层中，该项技术在具体应用过程中，实际上就通过对水的动力进行应用，从而使媒体裂隙畅通，以大于地层滤失速率的排量及大于地层破裂压力，从而使煤层各级弱面内通过对弱面面壁形成流动压力，引起空间膨胀，这会使弱面发生延伸和拓展，产生裂缝，并且在结构中形成相互连通的“网络”，提高储层与筹抽采井在作业期间的连通能力[1]。
在煤矿开采作业期间，采用施水压裂方案，为了保证方案应用的合理性，必须要满足下列条件：（1）压力泵必须能够满足作业的排量和压力需求。
（2）合理的泵注程序，具体作业需要严格的依据程序开展。
（3）科学的封孔技术。
（4）安全的防护措施。
2相关工艺水力压裂技术工作面顺层压裂、沿煤层端头压裂等，煤层水力压裂工艺压裂孔情况如图1所示。
在图1中，1表示的为顺层压裂孔；2表示的为沿煤层段都压裂孔；3表示的为高抽巷压裂孔；4表示为抽巷压裂孔。
二、煤矿瓦斯治理期间水力压裂技术起到的作用1提升透气性通过对水力压裂技术进行应用治理煤矿瓦斯问题，能够在煤矿中突出的煤层中构建出一个良好的煤层空间，在具体作业过程中，通过制造空隙和裂缝的方式，提升煤层间透气性，这可以使煤层中的瓦斯在短时间内消散。
煤矿井下水力压裂技术抽采煤层瓦斯应用及前景
2971 煤矿井下水力压裂技术的研究现状1.1 理论研究现状目前，煤矿井下水力压裂技术在实验室的主要研究内容为水力压裂注入参数、裂缝扩展及延伸规律方面的试验。
通过试件压裂试验、理论分析及数值模拟获取相应的研究资料，在某研究项目中，研究人员利用空心包体应变计完成了对水力压裂前后钻孔周边煤层应力的变化数据分析，并对前方煤层应力的变化规律进行了监测，所获取的研究结果有着重要的参考价值，可有助于提高水力压裂增透抽采瓦斯的作业质量。
1.2 现场试验现状目前，对煤矿井下水力压裂技术的现场试验已经在多个煤矿企业中开展，以重庆某煤矿企业为例，该企业在10余个矿井内进行了近百次的现场试验。
在试验现场中，通过煤矿井下水力压裂技术实现对煤层的水利压裂，可发现通过水作为介质，煤层透气性能够显著提升，与技术应用前的煤层透气性相比，提升效果高达50余倍，而压裂钻场预抽瓦斯气体的体积数值高于常规操作的6~7倍，而每个抽采孔位的抽采纯度是常规操作的4~5倍，抽采作业的工期可缩短90~120d，对掘进效率的提升效果提高了1.5~2倍。
2 煤矿井下水力压裂技术在应用中的现存问题2.1 缺乏系统的地质指标在煤矿井下作业之中，煤矿井下水力压裂是一项重要的煤层增透技术，在实际工作中，必须要考虑地质环境的影响，同时还要有统一的地质标准。
但在实际工作中，因为缺乏系统的地质指标，没有相应的参考标准，单凭个人主观意识与工作经验加以判断，就会让抽采设计与压裂设计缺乏科学依据，从而降低抽采效率与工作质量。
2.2 缺乏主客观因素的有效关联在应用煤矿井下水力压裂技术时，需要依照煤岩层岩性、煤层厚度、煤层倾角等煤岩储层物性的特征，对水力压裂注入工艺、注入量、钻孔位置、压裂时间等参数做好综合分析，考虑人为主客观因素对水利压裂效果的影响。
不能有效的实现对上述因素的主客观分析，就会难以准确获取水力裂缝扩展延伸的规律，进而影响作业顺利性。
2.3 对煤岩应力、渗透率演化规律缺少准确认知在利用水力压裂为煤层增透的作业之中，施工人员对裂缝对煤岩的反作用力，影响煤岩应力、钻孔周边应力的变化以及煤岩渗透率的变化规律缺少准确的认知，没有理论支持，就会让水利压裂作业缺少理论上的专业指导，这就造成了抽采效率难以提升、作业成本难以控制的问题。
水力压裂技术在矿井突出治理中的应用
鹤 煤 集 团六 矿 位于 鹤 壁 煤 田 东 部 ， 可采 煤为 层 二１ ， 厚４ ６ 煤 煤 ． ７～１ ６ ， ｍ ５． 平均 厚 ８ ６ ｍ ． ７ 六 矿 井 田 为 一 向 东 倾 斜 的 单 斜 构 造 ， 层 、 曲发 育 ， 造 煤 多 断 褶 构 且厚度 变化 剧 烈 ， 井 田深部 尤其 明显 ， 到 平 均倾 角２ 。 右 ， 部 暂 定边 界标 高一 ０左 深 ８ ０ 。 采 二 １ 层 为 难 抽 煤 层 （ 气 性 ０ｍ 所 煤 透 系数 ０ ０ ～０ ０ ５ ．３ ． ４ ｍｄ， 百米 钻 孔 抽 放 量 一 般为 ０． ｌ ｍ３ ｈ ． ｎ ， ０ ８ 矿 井 瓦 ０ ７ ／ ｍ ｍｉ ） ２ ０ 年 斯 鉴 定 结 果 瓦斯 绝 对 涌 出 量 为 ７ １ ｍ ２． ０ ／ ｍｉ 相 对 瓦 斯 涌 出 量 为 ２ ８ ｍ 。目前 ｎ， ９． ０ ／ｔ 实 测 得 最 大 瓦 斯 含 量 为 ｌ ４ ｍ ／ ， 高 ６． ８ ｔ 最 瓦 斯 压 力 为 １ ６ ａ 一３ Ｏ 、 压 力 ） 如 ． ＭＰ （ ９ ｍ 表 ， 何 保 证 安 全 生 产 ， 六 矿 急 需 解 决 的 问 是 题 。 者 通 过 现 场 实 践 ， 高 突 煤 层 水 力 笔 对 压 裂 技 术 进 行 了研 究 。
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地 点 二 ： ２ ４ １ 中巷 以 南 ｌ ９ 在 ｌ３ 集 ２ ｍ处 ， 为 增 加 煤 层 透 气 性 ， 高 瓦 斯 抽 放 效 以 仰 角 ５ 。 垂直 集 中 巷上 帮 向煤 体 打 压 裂 提 ３， 果 ， 根 本 上 改 善六 矿 的 防突 条件 ， 从 在河 南 孔 ， 深 穿 透 煤 层 并 见 顶 板 （ 际 岩 孔 长 孔 实 省 煤 层 气 开 发 利 用 有 限 公 司 的 大 力 支 持 ３ ｍ， ５ 穿煤 １ｍ， ５ ｍ） ７ 共 ２ 。 下 ， 矿 在 井 下２ ４ １ 采 工 作 面 开 展 了水 六 １３综 （ ） 裂 孔 封 孔 深 度 ２压 本 次 试 验 封 孔 材 料 采 用 膨 胀 速 凝 水 力 压 裂 增 加 煤 层 透 气 性 试 验 。 下 压 裂 的 井 基本 原 理 就 是 将 压 裂 液 高 压 注 入 煤 （ 岩 ） 泥 ， 孔 工 艺 采 用 注 浆 泵 高 压 水 泥 砂 浆 封 或 封 封 ０ ５ 在 体 中 原 有 的 和 压 裂 后 出 现 的 裂 缝 内 ， 服 孔 。 孔 深 度 在 工 作 面 为 ２ ～２ ｍ， 运 输 克 最 小 主 应 力 和 煤 岩 体 的 破 裂 压 力 ， 宽 并 顺 槽 ２ ３ ｍ 。 扩 ５煤层 瓦斯含量 ， 瓦斯压 力在不 断的增 大， 为防止在生产过 程 中突出事故 的发生 ， 实现安全 生产 ， 对高 压注水 压裂 消突技 术进 行 了研 究 。 测取 压裂 参数 ， 用压 裂设备 ， 利 对有 突 出危 险性 的实体 煤进 行压 裂 。 实践表 明， 力压裂技术 可将煤 经 水 （ 体 内部微 裂 隙扩展 使其连 同 ， 煤体 内的瓦斯 潜能及弹 性能得 到一定量 的释 放 ， 岩） 将 是煤层的透 气性增加 ， 结合 瓦斯 抽防技术 使被压裂 的 实体煤 内的 瓦斯 压 力和 瓦斯含 量降低 ， 削减和 消除煤体 突 出的危 险性 。 喷技 术 的实施有效 的保证 了突出煤层 区域 消突 ， 这 为在突 出危险
水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的应用分析
水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的应用分析发布时间：2021-04-12T01:54:40.540Z 来源：《防护工程》2020年33期作者：郝小波[导读] 鉴于此，文章重点对水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的应用进行分析研究，以期提升煤矿瓦斯治理的效果。
国家能源集团神东煤炭集团保德煤矿山西忻州 036600摘要：应用水力压裂技术，能够提升煤层透气性，改变煤层强度，降低瓦斯作用力，同时具有降尘及平衡地应力的作用，瓦斯治理效果良好，对于保障煤矿开采安全有着积极作用。
鉴于此，文章重点对水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的应用进行分析研究，以期提升煤矿瓦斯治理的效果。
关键词：水力压裂技术；煤矿瓦斯；治理；应用引言我国煤矿大部分煤层的透气性都很差，瓦斯含量也很高，加上煤矿本身开采条件恶劣，所以很容易发生瓦斯爆炸事故。
这不仅会延误煤矿开采的进程，而且还可能会带来严重的经济损失和人员伤亡。
同时，随着煤矿开采深度的不断加大，突然涌现的煤层也就越多，而煤层数量的增多也会极大地增加煤层缝隙，导致安全性方面的问题层出不穷。
以往大多数煤矿煤层瓦斯治理中很难采取有效的安全防护措施，而应用水力压裂技术可提高煤层的透气性，降低煤层瓦斯含量，从而可有效抑制煤层瓦斯爆炸事故的发生，提高煤矿开采的安全性。
一、水力压裂技术概述1.水力压裂技术的工作原理与满足条件水力压裂技术从本质上来说，主要是针对一些透气性较差的煤层进行空间通畅，借助水动力来完成通畅工作。
从而在煤层之间形成流动力，改善原有煤层间的透气性。
但是从水力压裂技术的使用来看，仍需要满足一些条件。
首先需要工作人员对排量与压力的压泵进行把控，在此基础上确定科学的泵注程序。
其次，还要确保封孔技术的完善，并在过程中制定有效的安全措施，防止风险问题的发生。
2.水力压裂技术的发展趋势近些年来随着我国煤矿行业的不断发展，瓦斯治理问题成为了关键。
急需更为有效的方法对其进行治理，以此来减少安全问题的发生，以及提高实际工作展开的效率和质量。
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煤矿井下水力压裂技术及在围岩控制中的应用
摘要：煤矿井下水力压裂技术是非常重要的，该技术主要是坚硬顶板弱化和高应力巷道围岩卸压。
针对煤矿水力压裂理论，结合国内的真三轴水力压裂试验，对压裂技术进行数据分析和研究。
另外，根据水力压裂技术的过程及在围岩控制过程中的数据探讨和分析。
关键词：煤矿水力压裂技术围岩控制
水力压裂技术一直是煤矿井下的重要施工技术，尤其是在围岩控制方面起到非常重要的作用。
根据下面对水力压裂技术的分析以及相关应用的探索，同时涉及水力压裂技术的设备进行着重分析强调，可以让相关人员更能抓住该技术的使用重点。
除了围岩压裂的原理、参数，还需要对机具与施工工艺及压裂进行效果检测，还要根据岩体物理力学性质和岩体结构对施工方向和应力范围进行数据分析。
一、水力压裂技术及其理论研究
水力压裂技术是从1950年研发出来的，直到现在，该技术已经逐渐发展和成熟，作为常规低渗油气增透技术，在很多领域深受欢迎，例如非常规油气开采、页岩油气开发、煤层气开发、地应力测量、地热资源开发、核废料处理、CO2封存等领域，具有广泛的工业价值。
本文也是针对煤矿井下领域的研究，水力压裂技术的应用效果主要体现在围岩控制和低渗透煤层的增透这两个领域。
主要是针对回采工作面坚硬难垮顶板控制、高应力巷道围岩卸压及冲击地压防治。
这种技术的实质是在钻孔中注高压水，在坚硬顶板中形成裂缝而弱化顶板，使其能及时垮落。
但在试验初期，由于对水力压裂技术缺乏深入的认识，施工机具也存在较大问题，致使该项技术在很长一段时间内没有得到推广应用。
水力压裂技术理论国内外的学者都曾在油气系统地面钻井压裂、煤炭行业中应用过程中进行深入的分析，但在该技术上仍有很大的分歧，在水力压裂效果上不尽如人意。
随着我国煤炭技术的发展以及煤炭行业的技术设施的配备，水力压裂技术也得到了大范围推广应用，促进了水力压裂技术理论的进一步研究。
二、水力压裂技术设备及压裂效果分析
下面分析压裂机具与设备，我们以煤炭科学研究总院开采研究分院开发的水力压裂机具为例进行介绍。
2.1横向切槽钻头
横向切槽钻头是根据坚硬顶板岩层特性研发的，这种KZ54型切槽钻头如下图所示。
它的钻头外径为54mm，对于单轴压力强度在50～150MPa的范围内均可承受。
图一KZ54型横向切槽钻头
2.2跨式膨胀型封孔器
这种封孔器主要是由封孔器头、胶筒、中心管、封孔器连杆组成。
它的胶筒是以水为膨胀介质，后用钢丝进行加固的橡胶材料制成。
如果是针对不同的压裂段，这种封孔器可以持续进行高压地分段压。
2.3 高压注水泵。
高压注水泵的压力与流量应能保证钻孔被压裂，而且裂缝能扩展一定的距离（一般为20～50m）。
选择最大泵压 60MPa 以上，流量80L/min 左右的注水泵，
能够满足一般压裂条件的要求。
2.4水力压裂使用的压裂泵
目前，大多数的压裂泵是乳化液泵，它的额定压力一般为 31.5MPa、额定流
量为400L/min 左右。
三缸柱塞泵也可作为压裂泵，其最大工作压力50MPa，最
大工作排量1.5m³/min，这种三缸柱塞泵可以多档变速的功能，可以实现压力和
泵排量等参数的瞬时数据实时记录和历史曲线显示的功能。
河南省煤层气开发利
用有限公司根据井下作业环境的实际情况，研制出可以在远距离操控下，更大流量、高压力的压裂泵组，最大功率可达315kW，最高压力可达 52.8MPa，更大程
度地满足了煤矿井下的作业需求。
2.5压裂效果分析
针对这些压裂设备工作，我们需要通过数据分析压力效果。
其中包括压裂裂
缝的扩展形态、方向和距离。
另外，还需要对裂缝扩展过程进行数据记录。
监测
的方法有很多种，最简单的可以再压裂孔的不同位置打上检测孔来检测裂缝的扩
展情况。
或者，通过分析压裂过程中水压变化曲线，也可初步判断裂缝扩展形态。
初次之外，还有学者提出采用地球物理方法，如电法、微震法监测裂纹扩展，但
这些方法操作较为复杂，并没有得到广泛应用。
三、水力压裂技术在围岩控制中的应用
3.1顶板压裂设计
工作面坚硬顶板的垮落一般采用的是定向水力压裂技术，可以在最大程度上
削弱顶板的整体性，使采空区顶板分层垮落、垮落高度增加、垮落块度减小、碎
涨系数增加、垮落角增大、老顶初次来压及周期来压步距缩短、采空区悬顶减少、工作面端头三角区悬板面积减少，消除大面积冒落的恶性事故。
除此之外，定向
水力压裂技术也可以通过钻孔注入水和压裂水控制岩尘、煤尘的生成量，还可以
节约截齿消耗量，对防止煤层自燃有利，避免给工作面的正常回采带来影响。
3.2定向孔定向压裂技术
定向孔定向水力压裂技术，它在很多方面与定向水力压裂技相似，它是通过
在水力压裂钻孔影响半径内施工定向钻孔实现定向水力压裂，定向孔的存在对水
力压裂孔产生的裂隙具有导向和加速扩展的作用，能促进增加自由面并引导裂隙
扩展方向，起了增加辅助自由面的作用，从而使整个压裂区域压裂后形成较大范
围的卸压增透区，可以调高机器的工作效率。
3.3高压脉动水力压裂
高压脉动水力压裂卸压增透技术的关键部分是高压，是通过供水泵来提供动
力源，将恒压水通过脉动泵作用后，输出具有周期性的脉冲射流，射流由峰值压
力和谷底压力构成脉冲波，建立振动场，形成的脉冲波的压力可以作用在煤层形
成周期性的张压应力，从而使煤层产生新的裂隙。
这种方式脉动压裂比恒压压裂
所需压力更小，更能满足设备需求。
3.4井下点式水力压裂
还有一种压裂技术是井下点式水力压裂技术，这种技术与其他技术不同的是
该作用力作用在“点”上。
首先，先利用封孔器钻孔分为数段，对这些一定顺序的
分段集中在一个“点”上，这种作用点比较密集，但可以通过很小的流量就能获得
更好的压裂效果。
对压裂系统要求降低，还可以减小设备体积，减少空间利用，
非常适合井下巷道。
结束语
上述分析了水力压裂技术的原理和在围岩控制的应用，该技术除了利用岩层
结构以外，还要利用力学原理，保证水力裂缝扩展形态在安全范围内。
在施工方面借鉴油气储层压裂的相关理论、方法及成果，以保证施工的正确性和安全性。
相关人员还要掌握准确的裂缝监测手段，在后期的技术运用中要及时掌握裂缝扩展规律，以促进该技术在围岩控制中发挥更大的作用。
参考文献：
[1]周东平，李栋.煤矿井下水力压裂裂缝监测技术研究[J].煤炭技术，2017，36（11）
[2]康红普，冯彦军.煤矿井下水力压裂技术及在围岩控制中的应用[J].煤炭科学技术，2017，45（01）
作者简介：李枝荣（1987-），男，内蒙古自治区鄂尔多斯市，工程师，工学学士，主要从事煤矿规划设计及开采等工作。