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       碎軟煤層煤體結構破碎、滲透率差、瓦斯災害大，順煤層鉆探難、抽采效果差，一直是煤礦瓦斯區(qū)域防治的重點和難點。中西部礦區(qū)特殊沉積背景下形成的巨厚砂巖型堅硬頂板，因其厚度大、堅硬不易破碎，煤炭開采易形成大面積懸頂而誘發(fā)強礦壓或沖擊地壓災害。

       針對以上行業(yè)痛點，中煤科工西安研究院（集團）有限公司（以下簡稱西安研究院）成立瓦斯與礦壓研發(fā)團隊，創(chuàng)新性地提出了煤礦井下定向長鉆孔分段水力壓裂技術，研發(fā)了煤礦井下分段壓裂裝備，實現(xiàn)了碎軟煤層瓦斯高效抽采和堅硬頂板區(qū)域超前治理，有效地破解了行業(yè)難題。
      要實現(xiàn)井下長鉆孔分段壓裂，必須攻克三項技術壁壘，一是實現(xiàn)壓裂工具的長距離輸送，二是選擇鉆孔分段方式和分段位置，三是確定分段壓裂層位。研發(fā)團隊融合地質(zhì)、鉆探和壓裂等專業(yè)優(yōu)勢，借鑒頁巖氣和地面煤層氣開發(fā)技術的成功經(jīng)驗，通過大量理論研究和反復實驗測試，研制出了煤礦井下高壓力大排量壓裂泵組和分段水力壓裂裝備。首次在山西陽泉寺莊煤礦15117工作面15號煤底板開展了梳狀長鉆孔分段水力壓裂工程試驗，鉆孔直徑120 mm，梳狀鉆孔主孔長度534 m，下入分段壓裂工具長度490 m，將主孔分5段進行壓裂，鉆孔累計壓入水量2865 m³，單段最大壓入水量611 m³。該孔工程試驗的成功標志著煤礦井下分段壓裂技術實現(xiàn)了“從0到1”的突破。

      目前，該技術已在神東保德，山東濟寧，山西陽泉，陜西韓城、黃陵、彬長、榆林，河南焦作，內(nèi)蒙古東勝，新疆烏魯木齊、昌吉，安徽淮南、淮北，貴州黔西等8省30余個礦區(qū)成功推廣應用，形成了適合不同地質(zhì)條件、不同開采條件、不同災害類型的成套技術體系。該技術在典型煤礦區(qū)工程實踐應用中，創(chuàng)造了煤礦井下分段水力壓裂定向鉆孔長度800m、單孔20段壓裂的施工紀錄；在碎軟煤層中實現(xiàn)了單孔瓦斯日抽采純量超3000m³；堅硬頂板采用分段水力壓裂措施后，在工作面煤炭回采過程中監(jiān)測，頂板來壓步距、動載系數(shù)和最高壓力值均明下降，未發(fā)生任何礦壓動力災害。

      該技術授權發(fā)明專利20余項，申請行業(yè)標準2項，研究過程中發(fā)表優(yōu)秀科技論文30余篇，對煤礦生產(chǎn)一線技術人員進行相關技術培訓50余場，培訓人員超2000人。該項技術在國內(nèi)不同礦區(qū)推廣應用形成的成果，由中國煤炭工業(yè)協(xié)會組織專家在2017年、2019年、2020年、2021年和2022年進行鑒定，均達到國際領先水平。該技術的應用推廣保障了近5億噸煤炭資源安全高效回采，為我國煤炭工業(yè)發(fā)展提供了有力的技術支撐。