低渗透性煤层井下低压液态CO2促抽瓦斯工程实践

摘要

针对韩城矿区3#煤层渗透率较低,瓦斯抽采难度大、抽采效率低等难题,在理论分析液态CO2低温相变增渗和驱替置换煤层瓦斯机理的基础上,提出了低压(2～3 MPa)液态CO2顺层钻孔压注增透技术,研发了适用于煤矿井下的低压液态CO2压注系统和工艺,确定了压注过程的关键参数.桑树坪2号井3#煤层工业性试验结果表明:整个CO2压注过程大致可分为相态平衡建立、注液和保压3个阶段;液态CO2在3#煤层中的渗流扩散半径超过18 m,此半径范围内瓦斯抽采浓度整体得到提高,抽采活跃期至少一个月.距压注孔6,12和18 m的抽采孔单孔瓦斯浓度平均值分别达41.66％,35.43％和24.14％,且随距压注孔间隔的增大,单孔瓦斯抽采浓度呈逐渐减小趋势,与钻孔内CO2浓度变化趋势一致.整个抽采活跃期内,支管平均瓦斯抽采浓度和纯量分别达48.49％和1.42 m3/min,明显高于水力割缝后的瓦斯抽采效果,压注后32～40 d,衰减至29.37％和0.88 m3/min,仍高于原始煤层瓦斯抽采浓度.