矿震是煤矿生产过程中的正常能量释放现象。目前,国内对于消除矿震带来的隐患灾害尚处于探索研究阶段,是一项普遍性的技术难题。不过近日,井下定向长钻孔分段水力压裂技术在国内首次应用于煤矿矿震防治领域。

    东滩煤矿位于兖州煤田的核部和深部,地应力较为集中,其六采区受特殊地质构造条件影响,进行回采活动时,易产生震动现象。

    为有效应对矿震风险,该矿经多方调研论证,最终引进西安研究院井下定向长钻孔分段水力压裂技术。据悉,该技术在石油开采、瓦斯治理等方面已成熟应用,但在煤矿矿震防治领域应用尚属首次。

    该技术的核心原理是通过对煤层巨厚顶板实施定向长钻孔分段水力压裂,使巨厚顶板逐层跨落,形成连续有效支撑,降低顶板能量的突然释放,可以大幅度减少矿震的发生频率和强度。

    通过对矿井地质条件、施工工艺、技术资料的综合分析,结合现场实际,东滩煤矿煤层巨厚顶板定向长钻孔分段水力压裂工艺技术方案制定完成,为该矿63上03工作面矿震综合防治提供精准技术支撑。

    据了解,该项工程总投入1000余万元,设计施工工期5个月,包括前期资料方案设备准备、分段水力压裂现场工程试验、现场数据监测跟踪、数据整理及综合分析、编制项目研究报告及成果验收五个环节。

    其中,分段水力压裂现场工程试验是重中之重。根据计划安排,他们将在距离工作面100米左右的煤层顶板设计布置2个超深钻孔,在钻孔内布置国内先进的BYW60-450型压裂泵组设备,通过由内向外分段注入高压水,使岩层产生裂隙,从而避免大面积顶板突然垮落产生强烈震动。

    压裂工作预计将于5月底完成,成果验证工作将持续到工作面结束。届时,该矿将通过数据对比分析总结压裂效果,进一步探索适合矿井其他采面的定向长钻孔分段水力压裂矿震防治技术,并通过实践论证,力争形成国内其他冲击地压矿井可借鉴和推广应用的成熟技术。