[关键词]低透气煤层 水力压裂 增透
目前我国的576处重点矿井中，高瓦斯矿井有277处，占到48%，是世界上煤矿瓦斯最严重的国家。近年来，随着煤炭产量增大和矿井向深部延 伸，高瓦斯及煤与瓦斯突出矿井日渐增多，煤层透气性越来越差，煤与瓦斯突出问题已成为我国特别是西南地区影响矿井安全生产的主要因素。对高瓦斯低透气性煤 层的矿井，除了常规的通风措施外，还必须进行矿井瓦斯抽采。
1.常规煤层增透措施及存在问题
影响煤层瓦斯抽采效果的主要除了煤层自身含瓦斯条件外，还取决于煤层透气性系数及钻孔抽采工艺参数。因此，提高钻孔抽采煤层瓦斯效果的技术途 径主要是从两个方面着手考虑：即其一是改进钻孔抽采工艺参数，其二是设法增大煤层透气性。从改进钻孔抽采工艺参数考虑，目前主要采取以下技术措施。
1.1 增加钻孔孔径
增加抽采钻孔在煤层中的孔径，对提高抽采瓦斯量有显著的效果。随着钻孔径度的增大，钻孔壁暴露面积增大，故而有利于瓦斯的涌出。
1.2 增加布孔密度，确定合理钻孔间距
对于每一个抽采钻孔而言，其有效影响范围是有限的，因此，在同一地区增加布孔密度，减小钻孔间距往往可提高煤层瓦斯抽采率。
1.3 改进布孔方式，合理确定钻孔位置
在煤层中布置抽采钻孔时，应考虑煤层瓦斯流动状态最佳为原则，从而达到提高钻孔瓦斯抽采效果的目的。一般情况下，围绕每个钻孔中心都有一个抽采带或抽采半径；在一定的抽采时间内，把所有的钻孔都布置在同一抽采带内，往往不能充分发挥每个钻孔的作用。
1.4 提高抽采负压
为使煤体瓦斯易于流向钻孔，传统的观点认为：提高抽采负压可相应提高煤体中瓦斯流动中的压力差，从而达到提高煤层瓦斯抽采率的目的。
2.水力压裂增透原理
目前为增大煤层透气性采取的主要措施有煤层进行水力割缝、松动爆破、大直径（扩孔）钻孔、预裂控制爆破等。但在西南地区，特别是重庆，煤矿基 本上都是具有煤与瓦斯突出危险的松软煤层，其煤层透气性极差，煤层瓦斯无法有效抽采，安全生产隐患大。同时由于瓦斯抽采率低，开采过程游离瓦斯大量涌入回 采工作面，加大了瓦斯灾害的危险性，危及矿井和矿工的生命安全。因此，目前亟需一种有效的低透气煤层卸压增透技术。
煤矿井下水力压裂技术是一种借鉴油气行业地面水力压裂，将其技术、装备改进后引入到煤矿井下，利用高压水注入煤层之后，依次进入一级弱面（张 开度较大的层理或切割裂隙）、二级裂隙弱面、原生微裂隙，同时压力水在裂隙弱面内对壁面产生内压作用下，导致裂隙弱面发生扩展、延伸、以至相互之间发生联 接贯通过程实现压裂分解。从而使内部裂隙弱面的扩展、延伸、以及相互之间贯通，形成相互交织的贯通裂隙网络，扩大煤层暴露面积，为卸压瓦斯涌出提供通道， 达到提高煤层透气性的目的。
3.水力压裂增透技术应用
3.1 压裂点的概况
压裂试验点位于重庆某煤矿34区-350m东抽采巷道5号煤层顶板的矽质灰岩中，位于-350m水平西二号半石门至西四石门之间，埋深660m。
34区-350m东抽采巷道对应工作面为3504E4段。该工作面位于井田三水平四区，上接3504E3段工作面（未开采），下接 4504E1段工作面（未开采），东邻3504E4f段工作面（回采中），东邻3504W4段工作面（未开采）。-350m东抽采巷道试验点两侧现已施工 部分3504E4段机巷掘进前的条带孔。
本次试验布置1个压裂钻孔，并在压裂钻孔西侧20m、东侧30m各处布置考察钻孔一个（分别标记为压裂孔、考察孔1#、2#）。压裂孔、考察孔深度为25m，其中岩孔段3m，倾角为28°；此次试验所有钻孔均为进行水力割缝。钻孔布置如（图1）所示。
3.2 压裂过程
4.结论
（1）在重庆地区低透气性煤层中，常规的煤层增透措施难以取得理想效果，煤层瓦斯抽采率低；
（2）煤矿井下高压水力压裂技术通过向煤层注入高压水，促使煤层原有裂隙张开，并产生次生裂隙，形成大范围的裂隙贯通网络，能有效增加煤层透气性，提高瓦斯抽采效果，有效防治矿井瓦斯灾害发生，确保矿井安全高效生产。
（3）该技术在重庆某低透气性煤层矿井应用后，瓦斯抽采浓度提高了17.45倍，瓦斯抽采纯量提高了12.83倍，为低透气煤层瓦斯高效抽采提供了新方法。
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