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MTICS73.010D09备案号：MT/T××××—201×煤矿井下压裂设计施工规范Codeforcoalminehydrauliccrackindesignandconstruction（征求意见稿）201×-××-××发布201×-××-××实施国家安全生产监督管理总局发布中华人民共和国煤炭行业标准MT/T××××-201×I目次_Toc295974556前言..................................................................................................................................................................II1范围..................................................................................................................................................................12规范性引用文件..............................................................................................................................................13术语和定义......................................................................................................................................................14一般规定..........................................................................................................................................................25压裂设计..........................................................................................................................................................26压裂施工组织及质量控制..............................................................................................................................67安全技术要求..................................................................................................................................................88现场资料录取与总结....................................................................................................................................139施工总结........................................................................................................................................................13附录A（规范性附录）施工设计书格式........................................................................................................15附录B（规范性附录）现场资料录取格式....................................................................................................17附录C（规范性附录）施工总结格式............................................................................................................19MT/T××××-201×II前言煤矿井下压裂是煤矿瓦斯强化抽采、区域治理的重要技术措施。为规范煤矿井下压裂设计与施工，特制订本标准。本标准由中国煤炭工业协会科技发展部提出。本标准由煤炭行业煤矿安全标准化技术委员会技术归口。本标准起草单位：河南省煤层气开发利用有限公司、中国矿业大学、煤炭科学研究总院。本标准主要起草人：姜光杰、王思鹏、郭启文、史小卫、姜锡慧、陈东科、梁安民、孙明闯、袁宗柱、李红晓、白新华、林萌、付江伟。MT/T××××-201×1煤矿井下压裂设计施工规范1范围本标准规定了煤矿井下压裂钻孔布置、压裂方式选择、方案设计原则、施工组织、安全与质量控制、资料录取、施工总结等技术要求。本标准适用于煤矿井下煤层、岩层压裂的设计与施工。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅在所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB150钢制压力容器AQ1028煤矿井工开采通风技术条件AQ1027煤矿瓦斯抽放规范AQ1017煤矿井下安全标志AQ1023煤矿井下低压供电系统及装备通用安全技术要求MT694煤矿自动隔爆装置通用技术条件《煤矿安全规程》《防治煤与瓦斯突出规定》3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1水力压裂hydrauliccracking在钻孔内以水作为动力，在无自由面的情况下使煤体裂隙畅通的一种措施。3.2封孔器holepackers压裂钻孔孔口的密封装置。3.3滤失系数filtrationcoefficient单位滤失时间平方根内、单位面积上的滤失量，m/min0.5，以C表示。3.4压裂液效率fractureliquidefficiencyMT/T××××-201×2造缝体积与压裂液总注入液量体积之比的百分数。3.5独立风流independentairflow从主要进风巷分出的，经过爆炸材料库或充电硐室后再进入主要回风巷的风流。4一般规定4.1有下列情况之一的矿井应进行压裂：a)生产矿井和在建矿井面临煤与瓦斯突出威胁的；b)不具备保护层开采条件的高瓦斯煤层；开采保护层时有煤与瓦斯突出危险的保护层，被保护层宜优先选择穿层压裂；c)抽采不达标的煤层。4.2未卸压煤层进行压裂预抽，依据煤层瓦斯抽放的难易程度分为三类，见表1。表1煤层压裂情况分类表类别钻孔流量衰减系数d-1煤层透气性系数m2/MPa2.d选择类别容易抽放＜0.003＞10可压裂可以抽放0.003~0.0510~0.1宜压裂较难抽放＞0.05＜0.1应压裂4.3压裂地点、压裂基本参数、压裂孔施工等均应严格遵守安全第一的原则。4.4煤矿井下注水和压裂施工应使用专用压裂泵。4.5施工操作人员应经过专门培训，应熟悉设备各项性能和操作要求，经考核合格持证上岗。5压裂设计5.1资料收集压裂方案设计收集以下资料：a)压裂施工相关矿井情况；b)矿井基本情况；c)矿井地质概况：所属煤田、成煤时代、地质构造、煤层赋存；d)矿井生产概况：开拓方式、采煤方法、顶板管理方法、巷道断面和长度等；e)矿井通风瓦斯概况：通风方式、通风系统（尤其专用回风巷断面）风量、风阻、瓦斯涌出量、瓦斯压力、瓦斯含量、瓦斯抽放方法及抽放量等；f)矿井井下配电系统概况：各级配电的额定电压等级，馈出线的短路、过负荷保护的整定值，熔断器熔体的额定电流值以及被保护干线和支线最远点两相短路电流值，配电设备的装设地点，线路电缆的用途、型号、电压、截面和长度，保护接地装置的安设地点等；g)矿井自然发火危险性评价、防治水能力、冲击地压危险性等；MT/T××××-201×3h)发生瓦斯动力现象地点的情况。5.2压裂方式选择5.2.1压裂方式（如图1所示）图1压裂方式示例可供选择的压裂方式如下：a)当煤体结构相对完整或发育相对完整的分层，能够在煤层中形成完整钻孔时，根据巷道布置情况可以采用巷道内施工顺煤层钻孔1、2，压裂煤层；b)当煤体结构破坏严重、难以成孔时，可以采用从底板抽放巷（或顶板抽放巷）中施工仰/俯角穿层钻孔3和4，岩段封孔，压裂煤层；c)当目标区为多煤层发育区、煤体结构破坏严重，煤层间距在20m之内，可以从底板抽放巷（或顶板抽放巷）内施工仰/俯角钻孔3和4，对此夹层实施压裂，钻孔仰角不限。5.2.2压裂方式选择原则压裂方式的选择，应充分结合煤矿井下巷道布置情况，应简便安全、不损坏管路和设备、不污染井下作业环境，压裂孔口应有承压保护装置，压裂施工参数的选择应符合《防治煤与瓦斯突出规定》的要求。对矿井瓦斯涌出来源多、分布范围广、煤层赋存条件复杂的矿井，应采用多种压裂方式相结合的综合压裂方式。5.3压裂施工设计5.3.1设计按压裂方案设计格式，见附录A（规范性附录），依据设计原则编写施工设计。5.3.2内容施工设计内容包括以下内容：a）矿井概况：b)施工目的；c)基础数据；d)设计的压裂层位；e)工艺参数、施工参数，用表格列出；MT/T××××-201×4f)预处理措施；g)压裂施工执行表；h)压裂钻孔结构图；i)施工准备；j)施工步骤；k)施工要求。5.3.3压裂钻孔根据压裂方式要求，综合孔口所处煤（岩）层位、岩性、构造、巷道通风、施工参数、管材性能等因素，设计选择符合本区块构造特点的压裂钻孔结构和封孔工艺。钻孔位置选择：a)目标层有合适的煤体结构和裂隙发育度，孔口煤岩体岩石力学参数应能满足压裂封孔要求，目标层岩性要求的施工参数在设备能力范围内，目标层及其上下围岩赋存完好；b)压裂孔裸眼成孔质量良好，孔深能满足压裂层位选择要求；c)宜免受采动影响，保证足够的抽采时间；d)距地质构造带、含水（煤）岩层、保护煤（岩）柱、采空区、瓦斯抽放钻孔和地质探孔的距离不小于30m；e)施工巷道应具有独立通风系统，风速不应低于1m/s，高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井还应设置有专用回风巷，应符合AQ1028的要求；f)对煤层压裂，除按压裂半径确定合理的孔间距外，应尽量增加钻孔在煤层中的长度；g)钻孔方向应尽可能正交或斜交煤层层理；h)穿层钻孔终孔位置，应在穿过煤层顶（底）板2m处；i)特殊需要时应按具体方案要求进行选择。5.3.4封孔要求5.3.4.1岩壁钻孔，宜采用封孔器封孔。封孔器械应满足密封性能好、操作便捷、封孔速度快、可回收的要求。5.3.4.2煤层钻孔，宜采用充填材料进行注浆封孔，条件许可时，也可采用封孔器封孔。封孔材料可选择新型膨胀材料等，不宜选用水泥砂浆或其他不符合封孔质量要求的材料。5.3.4.3封孔长度和封孔深度：a)孔口段围岩条件好、构造简单、施工压力中等时，封孔长度可取10m~20m，封孔深度以过煤层顶底板1m为宜；b)孔口段围岩裂隙较发育或施工压力高时，封孔长度可取全岩段长，封孔深度以过煤层顶底板1m为宜；c)在煤壁开孔的钻孔，封孔深度可取15m~60m，封孔段长度与封孔深度相。5.3.4.4封孔质量检查标准：a)压裂施工过程中孔口不应出水渗水；b)封孔器械和封孔充填材料耐