煤礦井下壓裂設(shè)計(jì)施工規(guī)范-在線瀏覽
2025-05-30 22:59本頁面
【正文】 總局 發(fā)布201實(shí)施201發(fā)布煤礦井下壓裂設(shè)計(jì)施工規(guī)范Code for coal mine hydraulic crackin design and construction （征求意見稿）MT/T —201中華人民共和國煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ICS D 09備案號：19 / 24目 次_Toc295974556前 言 II1 范圍 12 規(guī)范性引用文件 13 術(shù)語和定義 14 一般規(guī)定 25 壓裂設(shè)計(jì) 26 壓裂施工組織及質(zhì)量控制 67 安全技術(shù)要求 88 現(xiàn)場資料錄取與總結(jié) 139 施工總結(jié) 13附錄A（規(guī)范性附錄）施工設(shè)計(jì)書格式 15附錄B（規(guī)范性附錄）現(xiàn)場資料錄取格式 17附錄C（規(guī)范性附錄）施工總結(jié)格式 19前 言煤礦井下壓裂是煤礦瓦斯強(qiáng)化抽采、區(qū)域治理的重要技術(shù)措施。為規(guī)范煤礦井下壓裂設(shè)計(jì)與施工，特制訂本標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)由煤炭行業(yè)煤礦安全標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)技術(shù)歸口。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：姜光杰、王思鵬、郭啟文、史小衛(wèi)、姜錫慧、陳東科、梁安民、孫明闖、袁宗柱、李紅曉、白新華、林萌、付江偉。本標(biāo)準(zhǔn)適用于煤礦井下煤層、巖層壓裂的設(shè)計(jì)與施工。凡是注日期的引用文件，僅在所注日期的版本適用于本文件。GB 150 鋼制壓力容器AQ 1028 煤礦井工開采通風(fēng)技術(shù)條件AQ 1027 煤礦瓦斯抽放規(guī)范AQ 1017 煤礦井下安全標(biāo)志AQ 1023 煤礦井下低壓供電系統(tǒng)及裝備通用安全技術(shù)要求MT 694 煤礦自動(dòng)隔爆裝置通用技術(shù)條件《煤礦安全規(guī)程》《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》3 術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。 封孔器 hole packers壓裂鉆孔孔口的密封裝置。 壓裂液效率 fracture liquid efficiency造縫體積與壓裂液總注入液量體積之比的百分?jǐn)?shù)。4 一般規(guī)定 有下列情況之一的礦井應(yīng)進(jìn)行壓裂：a) 生產(chǎn)礦井和在建礦井面臨煤與瓦斯突出威脅的；b) 不具備保護(hù)層開采條件的高瓦斯煤層；開采保護(hù)層時(shí)有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)的保護(hù)層，被保護(hù)層宜優(yōu)先選擇穿層壓裂；c) 抽采不達(dá)標(biāo)的煤層。表1 煤層壓裂情況分類表類別鉆孔流量衰減系數(shù)d1煤層透氣性系數(shù)m2/選擇類別容易抽放＜＞10可壓裂可以抽放~10~宜壓裂較難抽放＞＜應(yīng)壓裂 壓裂地點(diǎn)、壓裂基本參數(shù)、壓裂孔施工等均應(yīng)嚴(yán)格遵守安全第一的原則。 施工操作人員應(yīng)經(jīng)過專門培訓(xùn)，應(yīng)熟悉設(shè)備各項(xiàng)性能和操作要求，經(jīng)考核合格持證上崗。 壓裂方式選擇 壓裂方式（如圖1所示）圖1 壓裂方式示例可供選擇的壓裂方式如下：a) 當(dāng)煤體結(jié)構(gòu)相對完整或發(fā)育相對完整的分層，能夠在煤層中形成完整鉆孔時(shí)，根據(jù)巷道布置情況可以采用巷道內(nèi)施工順煤層鉆孔2，壓裂煤層；b) 當(dāng)煤體結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重、難以成孔時(shí)，可以采用從底板抽放巷（或頂板抽放巷）中施工仰/俯角穿層鉆孔3和4，巖段封孔，壓裂煤層；c) 當(dāng)目標(biāo)區(qū)為多煤層發(fā)育區(qū)、煤體結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，煤層間距在20m之內(nèi)，可以從底板抽放巷（或頂板抽放巷）內(nèi)施工仰/俯角鉆孔3和4，對此夾層實(shí)施壓裂，鉆孔仰角不限。對礦井瓦斯涌出來源多、分布范圍廣、煤層賦存條件復(fù)雜的礦井，應(yīng)采用多種壓裂方式相結(jié)合的綜合壓裂方式。 內(nèi)容施工設(shè)計(jì)內(nèi)容包括以下內(nèi)容：a）礦井概況：b) 施工目的；c) 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；d) 設(shè)計(jì)的壓裂層位；e) 工藝參數(shù)、施工參數(shù)，用表格列出；f) 預(yù)處理措施；g) 壓裂施工執(zhí)行表；h) 壓裂鉆孔結(jié)構(gòu)圖；i) 施工準(zhǔn)備；j) 施工步驟；k) 施工要求。鉆孔位置選擇：a) 目標(biāo)層有合適的煤體結(jié)構(gòu)和裂隙發(fā)育度，孔口煤巖體巖石力學(xué)參數(shù)應(yīng)能滿足壓裂封孔要求，目標(biāo)層巖性要求的施工參數(shù)在設(shè)備能力范圍內(nèi)，目標(biāo)層及其上下圍巖賦存完好；b) 壓裂孔裸眼成孔質(zhì)量良好，孔深能滿足壓裂層位選擇要求；c) 宜免受采動(dòng)影響，保證足夠的抽采時(shí)間；d) 距地質(zhì)構(gòu)造帶、含水（煤）巖層、保護(hù)煤（巖）柱、采空區(qū)、瓦斯抽放鉆孔和地質(zhì)探孔的距離不小于30m；e) 施工巷道應(yīng)具有獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)，風(fēng)速不應(yīng)低于1m/s，高瓦斯、煤與瓦斯突出礦井還應(yīng)設(shè)置有專用回風(fēng)巷，應(yīng)符合AQ 1028的要求；f) 對煤層壓裂，除按壓裂半徑確定合理的孔間距外，應(yīng)盡量增加鉆孔在煤層中的長度；g) 鉆孔方向應(yīng)盡可能正交或斜交煤層層理；h) 穿層鉆孔終孔位置，應(yīng)在穿過煤層頂（底）板2m處；i) 特殊需要時(shí)應(yīng)按具體方案要求進(jìn)行選擇。封孔器械應(yīng)滿足密封性能好、操作便捷、封孔速度快、可回收的要求。封孔材料可選擇新型膨脹材料等，不宜選用水泥砂漿或其他不符合封孔質(zhì)量要求的材料。 封孔質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)：a) 壓裂施工過程中孔口不應(yīng)出水滲水；b) 封孔器械和封孔充填材料耐壓強(qiáng)度應(yīng)大于40MPa；c) 充填材料封孔時(shí)，應(yīng)帶壓封孔，壓力不低于5MPa；d) 當(dāng)鉆孔封孔質(zhì)量達(dá)不到上述標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)改進(jìn)封孔參數(shù)或工藝，仍達(dá)不到上述標(biāo)準(zhǔn)的，應(yīng)作為廢孔，全孔封實(shí)。 壓裂工藝 工藝類型應(yīng)符合第6章壓裂方式選擇的要求。 應(yīng)收集必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和基本參數(shù)。表2 設(shè)計(jì)基本參數(shù)目標(biāo)層埋深，m目標(biāo)層孔隙度，%封孔質(zhì)量目標(biāo)層溫度℃目標(biāo)層瓦斯含量，m3/t控制半徑，m目標(biāo)層厚度，m原始地層壓力，MPa控制面積，m2目標(biāo)層滲透率，mD煤層瓦斯壓力，MPa地下流體粘度，目標(biāo)層楊氏模量 MPa頂?shù)装鍘r性地下液體壓縮系數(shù)，l/MPa目標(biāo)層巖石硬度，HB頂?shù)装搴穸?，m瓦斯體積系數(shù)，l/MPa目標(biāo)層巖石泊松比頂?shù)装宄袎耗芰Γ琈Pa斷層發(fā)育情況目標(biāo)層含水飽和度鉆孔方位結(jié)構(gòu) 基本參數(shù)計(jì)算，計(jì)算結(jié)果按表3形式列出。 壓裂管路液柱壓力PH=壓裂管路高程落差H（m）乘以壓裂液密度（MPa/m）。 壓裂液在管路末端孔眼處的摩阻Pf（MPa）。6 壓裂施工組織及質(zhì)量控制 施工組織 施工準(zhǔn)備 在壓裂設(shè)備入井前，應(yīng)對井口、井下巷道進(jìn)行勘察。 巷道內(nèi)組裝壓裂設(shè)備時(shí)，壓裂設(shè)備與巷幫最突出部分；壓裂泵泵頭和動(dòng)力端與巷幫支護(hù)的距離應(yīng)滿足設(shè)備檢查和維修的需要。
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