一、主要研究内容：

针对两淮矿区深部煤层透气性低、地应力大、瓦斯含量高、瓦斯压力大且难以抽采的特性，将煤层增透、瓦斯预抽、煤尘防治等安全技术难题统筹考虑，形成了深部松软低透气性煤层水力压裂强化增透成套理论和方法。主要研究内容如下：

1、以岩石力学以及断裂力学为基础，分析裂隙的受力状态，得出裂隙的起裂应力与延伸状态；研究单孔单次、单孔多次和双孔定向水力压裂技术与压裂过程中的裂隙起裂、扩展规律及增透机理，并得出其适用条件；

2、利用物理模拟实验和数值模拟，研究水力压裂的影响范围和卸压范围，并分析压裂孔周围煤层的应力分布规律、水流量分布规律以及渗透系数分布规律；研究单孔、双孔水力压裂数值模型，获得压裂作用下的压裂裂隙延伸状态，确定合理的压裂孔间距；

3、研究适合淮南矿区煤层赋存条件的水力压裂封孔工艺和井下穿层水力压裂成套技术。

二、主要科学发现点：

1、研制了拟三轴水力压裂物理模拟实验平台，破解了高压水作用下水-煤耦合作用机制，探索出淮南矿区深部煤层水力压裂起裂压力公式、指标判据和水力压裂过程中煤体中应力分布规律，探索出定流量和不定流量压裂条件下煤体中应力应变演化规律和裂隙发育规律，揭示了深部煤层群水力压裂卸压增透机理。

2、研究获得不同压裂模式、不同孔间距、不同初始水压等条件下，水力压裂过程中煤层裂隙起裂、延伸的过程以及压裂孔周围煤层的应力、流量和渗透性的演化规律，探索出水力压裂后应力集中区、应力过渡区及原始应力区的分布范围，提出了合理的压裂孔间距。

3、研发了深部高地应力条件下水力压裂孔封孔成套装备与工艺，探索出深部高地应力条件下水力压裂钻孔封孔的可靠预堵方法、最小抵抗岩柱、最佳水灰比、最优两堵位置、最佳返浆位置、最佳注浆压力以及最佳凝固时间，既有效的封堵了钻孔，又实现了钻孔周围岩体中原始裂隙的封堵。

4、优化了水力压裂参数，研发了针对淮南矿区煤层赋存特点的井下穿层水力压裂工艺，提出了以含水率为主以透气性系数为辅的判断水力压裂是否达到预期效果的指标，创新了适合淮南矿区“三软”地层条件下的单孔多次压裂新技术和管理体系，结合实验成果探索出了深部煤层群水力压裂卸压增透机理，首次制定了水力压裂技术标准。

三、科学价值该技术：

成果实现了煤层长时效、大范围高效增透，实现了深部松软低透煤层强化增透理论与技术的重大突破，有效的提高了瓦斯抽采效率，增加了瓦斯抽采量，瓦斯抽采达标时间大幅减少，从而大幅减少安全成本，有效的提高了煤矿生产效率、安全生产水平。

四、同行评价：

2017年6月，由中国煤炭学会组织卢鉴章等国内煤炭行业知名专家对该技术成果进行了鉴定，鉴定委员会一致认为该项技术达到国际先进水平。鉴于该技术成果取得了较好的应用效果，国家安全监管总局、湖南煤矿安全监察局等国家部委和省市先后将该技术成果列入《推广先进安全技术装备目录》，淮南市将该研究成果列入《2017淮南年鉴》等。

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