液态CO2相变致裂增透预抽瓦斯技术试验研究

液态CO₂相变致裂增透预抽瓦斯技术试验研究

作者

韩颖史晓辉雷云孙亮郭杉
单位

河南理工大学能源科学与工程学院中原经济区煤层（页岩）气河南省协同创新中心煤科集团沈阳研究院有限公司山西马堡煤业有限公司
摘要

为增加煤层透气性,提高瓦斯抽采效率,基于岩石断裂力学建立了液态CO2爆破裂纹扩展数学模型,运用COMSOL数值模拟软件,建立了液态CO2相变瞬态致裂模型,分析了在爆生气压作用下孔周裂隙发育规律,得出爆破后孔周存在破碎区、裂隙区和震动区3个区。阐述了该技术的基本原理、相关设备及应用工艺,并在马堡煤业152运输下山进行了CO2预裂爆破工业性实验。研究表明:爆破后单孔瓦斯日均抽采浓度是爆破前的1.37倍,单孔瓦斯日均抽采纯量是爆破前的2.95倍,钻孔瓦斯涌出衰减强度减小了82.8%。
关键词

液态CO2 相变致裂增透瓦斯抽采巷道掘进低透气性煤层
基金项目(Foundation)

大型油气田及煤层气开发国家重大专项资助项目(2016ZX05067)；国家自然科学基金资助项目(51404093)；国家安全生产监督管理总局安全生产重大事故防治关键技术科技资助项目(henan-0025-2015AQ,henan-0007-2015AQ)；