马晓
平安煤矿瓦斯治理国家工程研究中心有限责任公司公司 232000
摘要：从我国目前煤矿瓦斯质量工作展开的实际情况来看，仍存在一些问题，主要体现在抽采率低下、掘进速度缓慢、瓦斯治理效果不佳等方面。需要有关部门与有关人员，进一步落实好水力压裂技术的使用，充分发挥出水力压裂技术的作用。提高质量工作的效率和质量，确保实际工作展开的安全性。因此，本文针对该问题，探讨水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的应用价值。
关键词：水力压裂技术；煤矿瓦斯治理；应用分析
引言
随着经济的不断发展，在我国，各类瓦斯事故发生的比重正变得越来越高，并会对矿井生产造成严重的影响。煤层开采深度的不断增加也是的我国煤层的数量变得越来越多。目前还没有治理透气性单一煤层瓦斯突出的有效手段。因此，一定要在适当的时候采用一种能够在大面积范围内提高煤层透气性和瓦斯抽采率的方法，以此来有效地缓和煤层内部地应力的增加。本文结合实际的案例重点分析水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的应用，给大家更多的参考性意见。
1水力压裂技术概述
水力压裂技术是煤矿治理中常见的技术之一，具有改善煤矿环境，平衡瓦斯含量的作用，从而可降低煤矿瓦斯爆炸事故发生的概率，提升煤矿开采的安全性。该技术主要被用来治理煤矿开采中的瓦斯问题。在透气性较差的煤层中煤矿中的瓦斯容易溢出，水力压裂技术可治理这些泄漏的瓦斯，降低煤矿中瓦斯的含量，从而降低煤矿瓦斯爆炸事故发生的概率。水力压裂技术在煤层瓦斯治理时可同时增加煤层的透气性，从而减少煤矿瓦斯泄漏的可能。现阶段，该技术主要被用在原生态煤层结构的瓦斯治理中，工作原理是以水力为动力源，使煤体裂缝之间保持畅通。这是因为采用了高于地层滤失速率的水排量，且高于地层破裂实际压力，所以在煤层开采时每一个级别都能产生一定程度的流体压力，煤层空间在膨胀力的作用下使煤层具有一定的延伸性。这样煤层在产生裂缝以后就能相互连通，使缝隙之间互相贯通，相应的会增大煤矿储层含量，提高采井间的连通性。不过水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中应用时，需要保证该煤矿具有水力压裂作用的条件，比如达到标准的压力值、水力排量值等。另外需规定水力压裂的泵注程序，使每个煤层中都有相配置的封孔技术并采取了相应的保护措施。
2水力压裂技术在煤层瓦斯治理中的作用
2.1煤层瓦斯治理中的水力压裂技术应用能够有效提高煤矿煤层的透气性
在利用水力压裂技术进行煤层瓦斯质量的过程中，一般情况下认为，首要意义便是能够有效提高煤矿煤层的透气性。通过水力压裂技术的应用来增加煤矿中煤层的空间，以此来形成更大的空隙，并改善煤层的透气性。同时，在透气性有所提高后，加速瓦斯的消散速度。实现瓦斯治理效率的提高，以及瓦斯治理质量的提高，并有效防止瓦斯突然涌出的问题，减少了后续工作展开的负面影响。
2.2煤层瓦斯治理中的水力压裂技术应用有效地减少瓦斯事故的发生
在煤层中间有效地使用水力压裂技术，往往能够更好地减少瓦斯事故的发生。水力压裂技术有效地封闭了存在于煤层中的瓦斯，并让更多的瓦斯更多地囤积在了煤层中间。这样也就能够将原本呈现吸附状态的瓦斯直接转变成游离状态。这样，瓦斯也就不会因此大面积涌出，有助于更好地释放瓦斯。
2.3煤层瓦斯治理中的水力压裂技术应用能够有效改变煤层之间的强度
在煤矿瓦斯的治理工作中，通过水力压裂技术的使用，还能够有效增加煤层中的含水饱和度。从而达到对煤体结构强度数据的降低，并优化煤层的抗拉、抗压强度数值。此外，通过以上内容的有效降低，也能够进一步确保施工的可行性，减少施工的难度。同时，为施工人员的人身安全提供保障，防止安全问题的发生。
3 水力压裂技术在煤矿瓦斯治理中的应用分析
在应用水力压裂技术进行煤矿瓦斯治理前，首先应该进行全面细致的地质勘测，调查目标区域地质情况，应用红外气体吸收型检测仪器测定瓦斯浓度，然后，再应用FLAC3D软件进行水力压裂数值模拟实验，确定压裂参数，为技术方案制定提供参考信息。
3.1整体优化
单井压裂技术作为水力压裂技术的核心，已经被广泛应用到多个煤矿瓦斯治理当中，特别是大型煤矿油田，该技术的应用能够整体优化煤矿瓦斯治理，将其最优效果充分发挥出来。在进行整体优化的过程中需要对煤层进行分割，使其他参数全部覆盖，使煤层缝隙指标在长度、深度等方面产生变化。然后根据煤层缝隙大小、导流参数的设计来合理应用水力压裂技术。在现场可进行瓦斯治理模拟，对高压水进入煤层缝隙的现象进行仿真模拟和试井研究、实验室研究等，从而提高该技术在煤矿瓦斯治理中的效果。
3.2选取技术设备
以某煤矿工程项目为例，由于采空区抽采管可调控装置在使用过程中，若抽采负压较大、抽采管内积水时，会将翻板吸上来堵住抽采管，影响抽采效果，导致工作面瓦斯增加；与此同时，采空区抽采管可调控装置虽然操作方便，但体积加大，配件较多，安装期间没有以前留管三通便捷。为了使这些不足之处得到有效处理，并提高煤矿瓦斯治理效果，白拟有必要选择合理科学的技术设备，比如水力压裂技术的应用，便具备一定的参考价值。在煤矿瓦斯治理中，应用水力压裂技术，需要用到的技术设备有高压压裂系统、管路系统、远程监控系统、自动控制水箱、电控柜、封隔器、孔口锚固器等，前三者是最为重要的，需根据技术要求精心挑选，通常情况下，高压压裂系统会选用高压压裂泵，这一装置能够让压裂液、支撑剂等在高压作用下深入煤层，形成孔隙，管路系统通常会选用无缝钢管及耐压胶管，发挥传输作用，远程监控系统则由计算机、显示器、采集设备等组成，能够将人类无法看到的井下现场压裂过程显示在显示屏上，实现对于技术应用过程的实时监测。
3.3方位布井
在利用水力压裂技术进行煤矿瓦斯治理时，方位布井指的是进行开采井的规划，研究煤层水力缝隙之间的关系，明确水力压裂技术应用目标，从而提高瓦斯治理效果。方位布井时，首先要得到现场各方面的信息，在布置好现场稀井网以后分析瓦斯煤层中的地应力场，然后分析瓦斯煤层中的最大应力方向。因为在煤层开采中所产生的裂缝大小不一且方向变化很大，因此为保证水力压裂技术在煤层中瓦斯治理的应用效果，需根据煤层瓦斯裂缝实际对方位布井进行设计，同时了解两者之间的关系，有效匹配水力缝隙和方位布井关系，提高水力压裂技术的应用效果。
结束语
煤矿按照埋藏位置分为浅部煤矿和深部煤矿两种，前者接近地表，可露天开采，而后者深埋地下，需地下开采，我国大部分矿产都是深部煤矿，开采量大，但是其风险较高，煤矿安全事故频发，引起了社会的广泛关注。在煤矿作业中，威胁最大的，莫过于瓦斯，如何高效合理的抽取、排放瓦斯，是保障煤矿开采安全的关键，水力压裂技术是一种安全可靠的煤矿瓦斯治理技术，能够破坏煤层封闭性，提升瓦斯流动性，安全排放瓦斯，在煤矿作业中得到广泛应用。
参考文献
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【作者简介】马晓，1985年11月出生，男，汉族，山东省泰安市肥城市人；2017年毕业于山东科技大学，地质工程专业，工程师职称；
现在平安煤矿瓦斯治理国家工程研究中心有限责任公司公司，从事一通三防技术主管工作。