煤矿井下定向压裂增透消突成套技术 河南省煤层气开发利用有限公司 2011年5月 汇 报 人： 孙明闯 职 务： 总经理 职 称： 高级工程师 汇 报 人： 孙明闯 职 务： 总经理 职 称： 高级工程师 手 机： 13783690709 电 话： 0371-55650133 单 位: 矿山安全工程分公司 河南省煤层气开发利用有限公司 2011年5月

1 技术简介 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。经过近3年的技术攻关，运用目前先进科技发展成果，已形成了本煤层增透预抽压裂、迎头快速掘进压裂、井筒-石门快速揭煤压裂等综合应用技术；创新了立体网状增透-区域卸压技术，提高了在软煤层实施的安全性、可控性。在安全装备上形成了压裂过程监控、HIFI无线网络的远程视频、音频、瓦斯监测系统，确保了压裂的安全可控。 在提高瓦斯抽采效率、降低煤与瓦斯突出危险性、防治冲击地压、提高煤矿安全装备水平等方面有显著效果。

2 技术研发 项目以增大煤体透气性、提高瓦斯抽采率、降低煤与瓦斯突出危险性为目标，综合当前瓦斯治理技术和安全监控的最新成果，利用采掘造成采动影响和围岩松动运移规律，研发井下定向压裂增透消突技术及配套装备。 具体开展了如下研究工作： 1）低渗煤层区域增透均匀卸压机理； 2）井下定向压裂增透技术与配套装备； 3）一整套适合于煤矿井下各类地质条件压裂施工工艺； 4）井下压裂设计、施工的技术规程、规范和标准。

3 核心技术及装备 1）研制大流量、高压力、可变量调控压裂泵组，具有体积小， 快速安装，操作简便，维护方便的特点； 3 核心技术及装备 1）研制大流量、高压力、可变量调控压裂泵组，具有体积小， 快速安装，操作简便，维护方便的特点； 2）研发井下压裂技术工艺，实现了单一、松软、低透气性煤层 卸压增透； 3）研发了高压胶囊封孔器和多段式化学材料封孔技术，解决 了松软煤层钻孔高压封孔难题；开发出表面活性剂，延长了抽采 衰减期，提高了瓦斯抽采总量； 4）研发出基于WIFI井下压裂远程监控系统，为压裂作业提供实 时的智能决策保障； 5）建立了井下区域定向压裂、施工条件危险等级划分、压裂施 工组织管理、多重安全综合防护、突发事件应急救援的“五位一 体”安全施工保障体系，制定了煤矿井下压裂技术企业标准。

高压泵组 监控系统 压裂监测监控画面 指挥车

4 技术的创新性、科技成果 2008年开始技术研究公关，至今形成创新性成果： 1）2009年10月，中国煤炭工业协会在北京对该技术进行了鉴定，鉴定委员会一致认为该项目为我国低透气性、无保护层开采的煤层区域瓦斯治理和利用开创了一条新的途径，具有广阔的推广应用前景，研究成果鉴定为国际领先水平。 2）2010年“煤矿井下定向压裂增透消突成套技术”获中国煤炭工业协会科学技术进步一等奖。 3）2010年4月，被国家安全监管总局列为重点推广的安全生产先进适用技术之一。 4）创新了“立体网状压裂工艺”和“压裂增透区域卸压-快速掘进新工艺”、“区域卸压-快速揭石门工艺”。

项目研究通过技术攻关，研发了压裂工艺技术及装备样机试制加工，调试完成并对部分技术装备产品进行了专利申报，目前申报3项发明专利和4项实用新型专利。

制订出井下压裂的工艺流程、压裂目标层位的选取、施工方案的。制定、施工中的安全防护等，编写了煤矿井下定向压裂技术五项企业技术标准，并于2009年12月通过标准化委员会评议，通过行业标准立项。 五项企业技术标准： Q/HNCBM 010-2009 煤矿井下压裂设计施工； Q/HNCBM 020-2009 煤矿井下压裂安全技术要求； Q/HNCBM 030-2009 煤矿井下压裂效果评价方法； Q/HNCBM 040-2009 水基压裂液性能试验评价方法； Q/HNCBM 050-2009 煤矿井下压裂泵。

5 推广应用 截至2011年5月，煤矿井下定向压裂增透消突技术在河南省平顶山、鹤壁、焦作、郑州和义马、贵州六枝等矿区成功进行了3000多次工业性试验和应用。 压裂后煤体透气性提高上百倍，瓦斯抽采率提高50%，效检超标率大幅度降低，改善了劳动环境，实现了快速掘进和工作面安全高效回采，缓解了矿井采掘接替紧张的局面，降低了粉尘量，改善了井下作业环境，降低了煤层自燃发火性，大大改善了煤矿安全生产、安全技术装备条件。

焦作煤田 新安煤田 安鹤煤田 新密煤田 义马煤田 禹州煤田 平顶山煤田 省内技术推广应用点分布情况

除了在河南煤矿大规模应用外，在贵州、重庆、山西、湖南等煤与瓦斯突出严重的煤矿集团开展技术合作。 省外技术推广应用点分布情况

6 专家成员 姜光杰 河南煤层气公司 董事长 教授级高工 卫修君 中平能化集团 总工程师 教授级高工 吴吟 能源局 副局长 教授级高工 姜光杰  河南煤层气公司 董事长 教授级高工 卫修君 中平能化集团 总工程师 教授级高工 吴吟 能源局 副局长 教授级高工 武豫鲁  义马煤业集团 董事长 教授级高工 林柏泉  中国矿业大学 教授 博导 陈党义  河南省工业信息化厅 副厅长 高工 孟中泽  河南煤业化工集团 党委书记 高工 王思鹏  总经理 教高 郭启文 副总经理 教高 翟成 副教授 张建国 副总工程师 高工 梁安民 部门经理 高工 孙明闯