徐剛 金洪偉 李樹剛

摘 要：針對煤層水力壓裂存在的盲目性和效果不確定性等焦點問題，首先以潞安礦區(qū)夏店煤礦為例，通過滲透性實驗研究了煤堅固性系數(shù)f值，煤體結(jié)構(gòu)和滲透率之間的關(guān)系，構(gòu)建了基于堅固性系數(shù)的煤層水力壓裂滲透率預(yù)測模型;然后在分析煤層水力壓裂增透機理的基礎(chǔ)上，研究了不同煤堅固性系數(shù)煤層水力壓裂的適用性。結(jié)果表明：煤體滲透率與堅固性系數(shù)f值的關(guān)系近似呈正態(tài)分布，存在某一確定的fc值使煤滲透率最大;煤層水力壓裂的適用性與其堅固性系數(shù)大小有關(guān)，當(dāng)壓裂前煤f值小于fc值時，水力壓裂增透作用效果有限;當(dāng)壓裂前煤f值大于fc值時，壓裂后煤滲透率增加較多，增透效果較好，適用于井下水力壓裂技術(shù)的實施。工程應(yīng)用結(jié)果與理論分析結(jié)果一致。

關(guān)鍵詞：煤層滲透率;堅固性系數(shù);水力壓裂;瓦斯抽采

中圖分類號：TD712 文獻標(biāo)志碼：A

DOI：10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2019.0309 文章編號：1672-9315（2019）03-0443-09

Abstract：Aiming at the focal problems such as the blindness and the uncertainty of the hydraulic fracturing in coal seam，taking Lu’an Coalfield as an example，the relationship between coal solid coefficient f and coal body structure and coal seam permeability was studied through the permeability experiment，and the permeability prediction model of coal seam hydraulic fracturing based on the solid coefficient is constructed.Then on the basis of analyzing the mechanism of coal seam hydraulic fracturing increasing permeability，the effect of hydraulic fracturing with different coal solidity coefficient has been studied.The results show that the relationship between coal permeability and solid coefficient f is approximately normal distribution，and there is a certain fc value that makes the coal permeability maximum.The applicability of hydraulic fracturing is related to the size of solidity coefficient，when the f value of coal before fracturing is less than the fc value，the effect of hydraulic fracturing is limited.When the f value of coal before fracturing is greater than the fc value，the permeability of coal increases greatly and the effect of antireflection is better after fracturing，which is suitable for the implementation of hydraulic fracturing technology.The application results agree with the theoretical analysis results.Key words：coal seam permeability;solidity coefficient;hydraulic fracturing;gas extraction

0 引 言

煤層水力壓裂增透技術(shù)是通過水力裂縫的產(chǎn)生、擴展和延伸增加煤層滲透率從而實現(xiàn)瓦斯高效抽采的一種有效手段[1-5]。煤體強度是影響煤層水力裂縫擴展及水力壓裂效果的重要因素[6-7]，煤堅固性系數(shù)f是反應(yīng)煤體抵抗破壞能力的重要指標(biāo)[8-10]，研究煤堅固性系數(shù)與滲透率的關(guān)系及其水力壓裂適用性對于水力壓裂增透區(qū)域的選擇和提高瓦斯抽采效果具有重要的意義。袁枚、何明華等通過實驗擬合出了含堅固性系數(shù)的滲透率方程，認為含瓦斯煤滲透率與堅固性系數(shù)呈正相關(guān)關(guān)系[11-13];李紅濤等研究了堅固性系數(shù)對不同類型結(jié)構(gòu)煤瓦斯?jié)B透特性的影響，認為Ⅱ類煤的滲透率隨堅固性系數(shù)的增加最為顯著[14];楊敬娜等以堅固性系數(shù)小于0.5的原煤試樣為研究對象，指出瓦斯?jié)B透率與堅固性系數(shù)符合二次多項式關(guān)系[15];郭紅玉、鄭同社等通過研究認為Ⅱ類煤和Ⅲ類煤的增透效果較好[16-17];馬瑞峰、李新旺等研究了堅固性系數(shù)對煤層水力壓裂的影響，認為煤堅固性系數(shù)越大，起裂壓力越大，越有利于水力裂縫的延伸[18-19]。以上研究成果對指導(dǎo)低滲煤層的水力壓裂起到了積極作用，但是由于受煤樣樣本范圍和數(shù)量的限制，煤堅固性系數(shù)和滲透率的關(guān)系并不明確;此外，盡管煤體結(jié)構(gòu)對煤層水力壓裂的影響獲得了較一致的認同，但是由于煤體結(jié)構(gòu)是定性的描述[20-22]，識別難度較大，而煤堅固性系數(shù)f值和煤體結(jié)構(gòu)同屬反映煤體強度的一種指標(biāo)，因此筆者擬通過實驗分析煤堅固性系數(shù)和滲透率之間的關(guān)系，采用煤堅固性系數(shù)來判斷煤層水力壓裂的適用性，以期為煤層水力壓裂增透區(qū)域的選擇提供借鑒。

1 煤堅固性系數(shù)和滲透率關(guān)系的實驗1.1 研究區(qū)概況潞安礦區(qū)位于太行山脈中段之西坡，整體形態(tài)為一大背斜構(gòu)造，含煤地層主要是二疊系下統(tǒng)的山西組（P1sh）和石炭系上統(tǒng)太原組（C3t），區(qū)域內(nèi)共含煤13層，其中3#煤層為主要可采煤層，3#煤層全區(qū)穩(wěn)定可采且厚度大，平均厚度5.75 m.區(qū)域含煤地層沉積之后經(jīng)歷了印支、燕山和喜馬拉雅多期構(gòu)造運動，期間構(gòu)造應(yīng)力場發(fā)生了多次改變，造成不同煤體結(jié)構(gòu)煤在該區(qū)域皆有分布。夏店井田位于潞安礦區(qū)與襄垣礦區(qū)交界區(qū)西川斷層以北，井田西北部為一走向北北東，傾向北西的單斜構(gòu)造;東南部呈褶曲構(gòu)造（圖1）。井田西北部盡管煤層埋藏深度較深，但是地質(zhì)構(gòu)造比較簡單，煤體結(jié)構(gòu)類型以Ⅰ類煤和Ⅱ類煤為主;井田中部為北西向構(gòu)造和南北向構(gòu)造復(fù)合部位，地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜，煤體結(jié)構(gòu)類型以Ⅲ類煤、Ⅳ類煤和Ⅴ類煤為主。

1.2 煤堅固性系數(shù)和滲透率測定為了對相同煤體結(jié)構(gòu)煤的堅固性系數(shù)和滲透率之間的關(guān)系進行研究，采用如下的采樣方案：采樣來源于山西潞安礦業(yè)集團夏店煤礦新鮮采掘工作面，共采集煤樣60個，計30組;每組煤樣的采樣地點一致、煤體結(jié)構(gòu)一致，取樣地點如圖1所示，取樣地點①～⑤分別對應(yīng)Ⅰ～Ⅴ類煤。取樣區(qū)域內(nèi)煤層平均埋深480 m;最大水平主應(yīng)力12.2 MPa，最小水平主應(yīng)力7.1 MPa，平均約9.0 MPa;瓦斯含量平均7.9 m3/t，瓦斯壓力約0.5 MPa.煤體結(jié)構(gòu)按照《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》中的5類劃分法進行劃分，Ⅰ～Ⅴ類煤樣各采集6組。

1 軸向液壓缸 2 軸壓傳感器 3 上壓頭 4 試樣 5 下壓頭 6 軸壓加載系統(tǒng) 7 圍壓加載系統(tǒng) 8 甲烷氣源 9 流量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

每組煤樣中一組用來測定煤堅固性系數(shù)，另一組用來測定滲透率。煤堅固性系數(shù)采用落錘法進行測定。煤滲透率測定采用自主研制改造三軸滲流實驗裝置完成，如圖2所示。該實驗裝置能夠進行不同圍壓、不同軸壓和不同孔隙壓力條件下煤樣滲透率的測定。將煤樣加工成50 mm×100 mm圓柱形標(biāo)準(zhǔn)試樣，Ⅰ和Ⅱ類煤體結(jié)構(gòu)試樣沿順煤層層理方向直接鉆取獲得，Ⅲ～Ⅴ類煤體結(jié)構(gòu)試樣在成型模具上加壓制成。為了減少原煤和型煤的差異，Ⅲ～Ⅴ類煤體結(jié)構(gòu)型煤試樣采取如下的制作方法：在型煤試件中添加10%比例的水泥作為粘結(jié)劑以增加煤體強度;Ⅲ～Ⅴ類型煤試樣分別采用粒徑為20～40目、40～60目和60～80目的煤粉顆粒在剛性試驗機上以80 MPa的壓力持續(xù)受載30 min，壓制成50 mm×100 mm的型煤試件。為了使測出的滲透率接近原位滲透率，根據(jù)取樣地點的煤層賦存特征，軸壓設(shè)置為12 MPa，圍壓設(shè)置為9 MPa，孔隙壓力為0.5 MPa.

1.3 實驗結(jié)果分析

1.3.1 不同煤體結(jié)構(gòu)類型煤的滲透率分布實驗結(jié)果見表1.根據(jù)表1作出不同煤體結(jié)構(gòu)煤平均f值和平均滲透率分布圖（圖3），從圖3中可以看出：煤體結(jié)構(gòu)越完整，堅固性系數(shù)f值越大;Ⅰ類煤即非破壞煤的平均f值大于0.75，Ⅱ類煤破壞煤的平均f值大于0.5小于0.75，Ⅲ類煤強烈破壞煤的平均f值大于0.3小于0.5，Ⅳ類煤粉碎煤和Ⅴ類煤全粉煤的平均f值小于0.3.煤體結(jié)構(gòu)類型和堅固性系數(shù)f值的值域區(qū)間有較好的對應(yīng)關(guān)系，煤堅固性系數(shù)f值可以作為煤體結(jié)構(gòu)類型劃分的一個定量評價指標(biāo)。

從圖3還可以看出，煤體結(jié)構(gòu)類型與滲透率的關(guān)系比較復(fù)雜，從Ⅰ類煤到Ⅴ類煤滲透率經(jīng)歷了由低到高再降低的變化過程;Ⅱ類煤滲透率最高，Ⅰ類煤次之，然后Ⅲ類煤、Ⅳ類煤和Ⅴ類的滲透率依次降低;不同煤體結(jié)構(gòu)類型煤的滲透率表現(xiàn)出了明顯的差異，煤體結(jié)構(gòu)基本能夠反映出煤層滲透率的大小。

1.3.2 不同堅固性系數(shù)煤的滲透率分布特征煤的結(jié)構(gòu)類型與其滲透率具有明顯的相關(guān)性，而不同類型煤體結(jié)構(gòu)煤的f值具有相對比較集中的值域區(qū)間，因此煤堅固性系數(shù)f值與滲透率之間也應(yīng)存在著某種相對應(yīng)的關(guān)系。根據(jù)表1作出滲透率隨堅固性系數(shù)f值的變化曲線（圖4），通過擬合可得到基于堅固性系數(shù)的煤層滲透率預(yù)測關(guān)系公式（1）。

（1）從圖4可以看出，隨著煤堅固性系數(shù)的增加，滲透率呈現(xiàn)出了先增大再減小的變化規(guī)律，煤滲透率和堅固性系數(shù)的關(guān)系近似呈正態(tài)分布。根據(jù)式（1），存在一臨界堅固性系數(shù)fc=0.71使得煤滲透率最大，堅固性系數(shù)f值越靠近fc，相應(yīng)的煤滲透率越大;當(dāng)堅固性系數(shù)大于或者小于fc值時，煤滲透率均減少。式（1）中滲透率與f值擬合相關(guān)性系數(shù)R2=0.935 78，相關(guān)度較高。在滲透率峰值fc=0.71處，相應(yīng)的煤體結(jié)構(gòu)為Ⅱ類煤，這與通常認為的Ⅱ類煤的滲透性最好相一致[23-24]。2

不同堅固性系數(shù)煤層水力壓裂適用性機理分析

2.1 水力壓裂對煤體的影響煤層水力壓裂增透的機理[25-26]是利用鉆孔通過注水泵站使煤層空隙內(nèi)水壓力升高，并克服最小地應(yīng)力和煤巖體抗拉強度使裂隙弱面發(fā)生擴展、延伸和形成裂隙網(wǎng)絡(luò)[27-29]，從而為瓦斯運移提供良好的通道，以達到增加煤層滲透性提高瓦斯抽采效果的目的。煤層水力壓裂過程會對煤體產(chǎn)生2個效果：生成煤體裂隙和擴展延伸煤體裂隙。無論是煤體裂隙的生成，或者是煤體裂隙的擴展延伸，其實質(zhì)都可歸結(jié)為煤體的損傷破壞，煤體生成的裂隙越多，其破壞程度越高，煤體強度越低。煤堅固性系數(shù)f值能夠定量表征煤體的強度，而煤層的水力壓裂增透過程是煤體強度降低的過程，也是煤堅固性系數(shù)f值減小的過程，該過程中煤堅固性系數(shù)f值只能減小，不能增加。2.2 不同堅固性系數(shù)煤層水力壓裂適用性分析煤層滲透率是衡量煤層瓦斯運移難易程度的關(guān)鍵參數(shù)[30]。在一定的地質(zhì)區(qū)域內(nèi)，煤層具有相同的地質(zhì)演化史和構(gòu)造變形史，煤堅固性系數(shù)成為影響煤層滲透率的主要因素，煤層滲透率的大小可用煤堅固性系數(shù)來進行表征，即通過測定煤堅固性系數(shù)f值的大小，結(jié)合已構(gòu)建的基于堅固性系數(shù)的煤層滲透率預(yù)測模型實現(xiàn)對煤層滲透率的預(yù)測。該滲透率預(yù)測方法對壓裂后的煤層同樣適用，根據(jù)構(gòu)建的基于堅固性系數(shù)的煤層滲透率預(yù)測模型，水力壓裂過程中煤滲透率的變化會出現(xiàn)如下情況。

1）當(dāng)壓裂前煤堅固性系數(shù)f0小于臨界煤堅固性系數(shù)fc時，水力壓裂作用使得煤滲透率減小，即水力壓裂增透效果有限，不適用于水力壓裂增透技術(shù)的實施（圖5（a））;

2）當(dāng)壓裂前煤堅固性系數(shù)f0大于臨界煤堅固性系數(shù)fc時，水力壓裂增透的效果和壓裂后煤堅固性系數(shù)大小相關(guān)。當(dāng)壓裂后煤堅固性系數(shù)f1介于fc和f0之間時，水力壓裂過程中煤滲透率是增加的，水力壓裂的增透效果較好（圖5（b））;當(dāng)壓裂后煤堅固性系數(shù)f1介于fc和2fc-f0之間時，盡管壓裂后煤滲透率相比壓裂前是增加的，但是整個過程中煤滲透率實際上經(jīng)歷了先增大后減小的變化規(guī)律，水力壓裂的增透效果一般（圖5（c））;當(dāng)壓裂后煤堅固性系數(shù)f1小于2fc-f0時，水力壓裂過程中煤滲透率經(jīng)歷了先增大后減小的變化規(guī)律，壓裂后煤的滲透率比壓裂前還小，水力壓裂的增透效果較差（圖5（d））。

從圖5可知，當(dāng)壓裂前煤堅固性系數(shù)f0大于臨界煤堅固性系數(shù)fc時，水力壓裂可使煤層滲透率增加，適用于煤層水力壓裂增透技術(shù)的實施。3 煤層水力壓裂工業(yè)試驗3.1 試驗地點概況為了驗證不同堅固性系數(shù)煤層水力壓裂適用性及其水力壓裂效果，在夏店煤礦進行了水力壓裂工業(yè)性試驗。夏店煤礦是山西潞安礦業(yè)集團慈林山煤業(yè)有限公司所屬的主力生產(chǎn)礦井，核定生產(chǎn)能力為1.8 Mt/a.該礦主采煤層3#煤層瓦斯含量大，煤層瓦斯透氣性系數(shù)低，為水力壓裂增透目標(biāo)煤層。試驗地點選擇在36采區(qū)皮帶巷里段及36采區(qū)皮帶巷附近。該區(qū)域整體上為一向斜構(gòu)造，擬壓裂區(qū)域位于向斜構(gòu)造的南翼，區(qū)域煤層平均厚度5.93 m，煤層傾角8°;煤層頂?shù)装逡约毶皫r、泥巖為主，煤層底板標(biāo)高為+471～+440 m，埋深約480 m;受向斜地質(zhì)構(gòu)造的影響，越靠近向斜軸部區(qū)域，煤體結(jié)構(gòu)越破碎，煤堅固性系數(shù)向南東方向呈增大趨勢（圖6），適宜于不同堅固性系數(shù)煤層水力壓裂工業(yè)試驗的實施。

3.2 試驗方案通過分析水力壓裂前后煤堅固性系數(shù)變化情況，研究不同堅固性系數(shù)時的煤層瓦斯抽采情況及其水力壓裂的適用性和增透效果。具體鉆孔布置方案如下：根據(jù)區(qū)域內(nèi)煤堅固性系數(shù)分布情況設(shè)計水力壓裂鉆孔3個（圖6），水力壓裂鉆孔長度為80 m，直徑94 mm，封孔長度30 m，壓裂孔1附近煤堅固性系數(shù)在0.4左右，壓裂孔2附近煤堅固性系數(shù)在0.7左右，壓裂孔3附近煤堅固性系數(shù)在1.0左右。試驗過程中，首先施工壓裂孔1，壓裂孔2和壓裂孔3，鉆孔施工過程中在壓裂段每隔10 m取樣進行煤堅固性系數(shù)測定;然后采用組合式封孔方法對壓裂鉆孔進行封孔，封孔完成后依次實施水力壓裂;然后在壓裂孔1，壓裂孔2和壓裂孔3的兩邊3 m處各施工一個測試孔，測試孔長度為80 m，直徑94 mm，封孔長度15 m，測試孔布置方法和壓裂鉆孔一致，測試孔施工過程中從30 m開始每隔10 m取樣進行煤堅固性系數(shù)測定;最后將所有的壓裂孔和測試孔封孔分組聯(lián)網(wǎng)進行瓦斯抽采。3.3 試驗過程不同堅固性系數(shù)煤水力壓裂工業(yè)性試驗于2018年1月4～6日在夏店煤礦實施，為了對壓裂后的煤層進行瓦斯抽采，水力壓裂鉆孔采用套管—膠囊組合式鉆孔密封方法，水力壓裂的泵注施工參數(shù)見表2.

3.4 試驗結(jié)果分析

3.4.1 水力壓裂前后煤堅固性系數(shù)變化規(guī)律分析根據(jù)實驗方案將每個水力壓裂孔兩邊的測試孔煤堅固性系數(shù)取平均值作為壓裂孔壓裂后的煤堅固性系數(shù)大小，可得到水力壓裂前后煤堅固性系數(shù)統(tǒng)計表3.由于壓裂后煤層水分含量較高，會對其堅固性系數(shù)的測定造成一定的影響，因此對水力壓裂后煤樣取樣完成后將其置于干燥箱內(nèi)，待煤中水分含量降低到原始煤層水分含量1.1%～1.6%時再進行堅固性系數(shù)測定。

從表3可以看出，水力壓裂前后各個水力壓裂孔附近煤堅固性系數(shù)皆有所降低，這與水力壓裂過程中煤體裂隙的產(chǎn)生、擴展延伸導(dǎo)致煤體強度降低的結(jié)果是一致的。此外，原始煤堅固性系數(shù)較高的煤層，水力壓裂后堅固性系數(shù)降低的越多;壓裂孔1附近煤堅固性系數(shù)由0.40降低為0.38，壓裂孔2附近煤堅固性系數(shù)由0.75降低為0.64，壓裂孔3附近煤堅固性系數(shù)由1.08降低為0.80，這說明從煤體強度角度而言，水力壓裂過程對較高強度的煤體比較有效。

3.4.2 不同堅固性系數(shù)煤水力壓裂效果分析將各個壓裂孔及其兩邊的測試孔并成一組聯(lián)網(wǎng)進行瓦斯抽采，并對瓦斯流量數(shù)據(jù)進行觀測，觀測方法為前兩周每天3次，間隔8 h，其余時間為每天1次，時間總長為3個月。圖7和圖8分別為各個組的瓦斯?jié)舛群图兞髁侩S抽采時間的變化情況。

從圖7和圖8可以看出，瓦斯抽采濃度和純流量隨抽采時間呈指數(shù)衰減，在前十天時衰減比較嚴重，隨著抽采時間增加衰減程度減少;此外，壓裂孔3、壓裂孔2和壓裂孔1衰減程度依次增加，說明煤的堅固性系數(shù)越小衰減程度越大;在整個抽采時間內(nèi)，壓裂孔3，壓裂孔2和壓裂孔1的瓦斯?jié)舛群图兞髁恳来螠p小，說明煤的堅固性系數(shù)越大瓦斯抽采的濃度越高，瓦斯純流量就越大;此外，不同堅固性系數(shù)煤的水力壓裂增透效果出現(xiàn)較大的差異（圖9），壓裂孔2和壓裂孔3的煤堅固性系數(shù)為0.75大于臨界煤堅固性系數(shù)0.71，壓裂孔2和壓裂孔3的瓦斯平均濃度可達到40%以上，平均抽采純流量在0.02 m3/min以上，水力壓裂增透的效果較好，而壓裂孔1的煤堅固性系數(shù)0.4小于臨界煤堅固性系數(shù)0.71，盡管抽采初期瓦斯?jié)舛群图兞髁枯^高，但是衰減程度較大，平均抽采濃度為32%以下，平均純流量為0.01 m3/min.

將不同堅固性系數(shù)煤層水力壓裂平均瓦斯?jié)舛群推骄兞髁颗c原始煤層進行對比（圖10）可以看出，煤堅固性系數(shù)為1.08的平均瓦斯?jié)舛群推骄兞髁糠謩e為原始煤層的1.63倍和3.33倍，增透效果較好;而煤堅固性系數(shù)為0.4的平均瓦斯?jié)舛?/p>

和平均純流量分別為原始煤層的1.06倍和1.11倍，與未壓裂時的情況基本一致。因此，煤堅固性系數(shù)越大，水力壓裂增透的效果越好，越適宜于水力壓裂技術(shù)的實施，煤層水力壓裂增透地點要選擇在煤堅固性系數(shù)較大的區(qū)域，與理論分析結(jié)果相一致。

4 結(jié) 論

1）構(gòu)建出了基于煤堅固性系數(shù)的滲透率預(yù)測模型，煤堅固性系數(shù)與滲透率的關(guān)系近似呈正態(tài)分布，存在一臨界堅固性系數(shù)fc值使得煤滲透率最大。

2）煤堅固性系數(shù)對煤層水力壓裂的適用性影響顯著。當(dāng)煤堅固性系數(shù)大于臨界煤堅固性系數(shù)fc時，水力壓裂可使煤層滲透率增加，適用于煤層水力壓裂增透技術(shù)的實施。3）工程應(yīng)用結(jié)果與理論分析結(jié)果一致，在煤堅固性系數(shù)較大的地點實施煤層水力壓裂增透技術(shù)可獲得較好的瓦斯抽采效果。

參考文獻（References）：

[1] 李賢忠，林柏泉，翟 成，等.單一低透煤層脈動水力壓裂脈動波破煤巖機理[J].煤炭學(xué)報，2013，38（6）：918-923.LI Xian-zhong，LIN Bai-quan，ZHAI Cheng，et al.The mechanism of breaking coal and rock by pulsating pressure wave in single low permeability seam[J].Journal of China Coal Society，2013，38（6）：918-923.

[2]富 向.井下點式水力壓裂增透技術(shù)研究[J].煤炭學(xué)報，2011，36（8）：1317-1321.FU Xiang.Study of underground point hydraulic fracturing increased permeability technology[J].Journal of China Coal Society，2011，36（8）：1317-1321.

[3]覃道雄，朱紅青，張民波，等.煤層水力壓裂增透技術(shù)研究與應(yīng)用[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2013，41（5）：79-82.QIN Dao-xiong，ZHU Hong-qing，ZHANG Min-bo，et al.Application and research on seam hydraulic fracture permeability improvement technology[J].Coal Science and Technology，2013，41（5）：79-82.

[4]HUANG Bing-xiang，LIU Chang-you，F(xiàn)U Jun-hui，et al.Hydraulic fracturing after water pressure control blasting for increased fracturing[J].International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences，2011，48（6）：976-983.

[5]YUAN Bo，KANG Yong，HU Yi，et al.Research on transent switching pressure behaviours and control of hydraulic cutting in coal seams[J].Disaster Advances，2013，6（S1）：137-144.

[6]Olovyanny A G.Mathematical modeling of hydraulic fracturing in coal seams[J].Journal of Mining Science，2005，41（1）：61-67.

[7]Lekontsev Y M，Sazhin P V.Application of the directional hydraulic fracturing at Berezovskaya mine[J].Journal of Mining Science，2008，44（3）：253-258.

[8]蔡成功，王魁軍.煤堅固性系數(shù)f測定中若干問題的探討[J].中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報，1996，25（2）：82-86.CAI Cheng-gong，WANG Kui-jun.Study on the problems concerning measurement of coal solidity factor f[J].Journal of China University of Mining & Technology，1996，25（2）：82-86.

[9]孫賢彬，孫東玲.突出預(yù)測指標(biāo)K1和f值確定臨界值實驗研究[J].礦業(yè)安全與環(huán)保，2000，27（4）：23-25.SUN Xian-bin，SUN Dong-ling.Trial study of determining critical values of outburst prediction indicators value K1 and f[J].Mining Safety and Environmental Protection，2000，27（4）：23-25.

[10]湯友誼，張國成，孫四清.不同煤體結(jié)構(gòu)煤的f值分布特征[J].焦作工學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2004，23（2）：81-84.

TANG You-yi，ZHANG Guo-cheng，SUN Si-qing.Distributive feature of f value of different coal body structure coal[J].Journal of Jiaozuo Institute of Technology（Natural Science），2004，23（2）：81-84.

[11]袁 梅，何明華，王 珍，等.堅固性系數(shù)對含瓦斯煤滲透率影響的實驗研究[J].礦業(yè)研究與開發(fā)，2012，32（3）：39-42.YUAN Mei，HE Ming-hua，WANG Zhen，et al.Experimental study of the influence of solidity coefficient on permeability of coal containing gas[J].Mining Research and Development，2012，32（3）：39-42.

[12]袁 梅，何明華，王 珍，等.含堅固性系數(shù)的應(yīng)力-溫度場中瓦斯?jié)B流耦合模型初探[J].煤炭技術(shù)，2012，32（3）：214-216.YUAN Mei，HE Ming-hua，WANG Zhen，et al.Preliminary study on model of methane permeability coupling on stress and temperature field with rigidity coefficient[J].Coal Technology，2012，32（3）：214-216.

[13]何明華，王 珍，袁 梅，等.煤的堅固性系數(shù)對瓦斯運移的影響[J].煤礦安全，2012，43（11）：5-8.HE Ming-hua，WANG Zhen，YUAN Mei，et al.The influence of coal consistent coefficient on gas migration[J].Safety in Coal Mines，2012，43（11）：5-8.

[14]李紅濤，張瑞林.堅固性系數(shù)對不同類型結(jié)構(gòu)煤瓦斯?jié)B透特性的影響[J].煤礦安全，2015，46（8）：19-21，25.LI Hong-tao，ZHANG Rui-lin.Influence of firmness coefficient on gas permeability of different types of structure coal[J].Safety in Coal Mines，2015，46（8）：19-21，25.

[15]楊敬娜，蘇 慧.堅固性系數(shù)對構(gòu)造煤應(yīng)力-應(yīng)變及瓦斯?jié)B透性影響[J].煤礦安全，2016，47（8）：12-15.YANG Jing-na，SU Hui.Effect of firmness coefficient on tectonic coal gas permeability and stress-strain[J].Safety in Coal Mines，2016，47（8）：12-15.

[16]郭紅玉，蘇現(xiàn)波，夏大平，等.煤儲層滲透率與地質(zhì)強度指標(biāo)的關(guān)系研究及意義[J].煤炭學(xué)報，2010，35（8）：1319-1322.GUO Hong-yu，SU Xian-bo，XIA Da-ping，et al.Relationship of the permeability and geological strength index（GSI）of coal reservoir and its significance[J].Journal of China Coal Society，2010，35（8）：1319-1322.

[17]鄭同社.水力壓裂煤儲層卸壓增透技術(shù)的適用性分析[J].河南理工大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2013，32（5）：536-539.ZHENG Tong-she.Adaptability analysis of technique to improve gas permeability of coal seam by hydraulic fracturing[J].Journal of Henan Polytechnic University（Natural Science），2013，32（5）：536-539.

[18]馬瑞峰.五陽礦低透氣煤層水力壓裂卸壓增透技術(shù)研究及應(yīng)用[D]西安：西安科技大學(xué)，2014.MA Rui-feng.Research and application on pressure relief and permeability increasing in low permeability coal seam by hydraulic fracturing in Wu Yang coal mine[D].Xi’an：Xi’an University of Science and Technology，2014.

[19]李新旺，呂華永，李 麗.不同側(cè)壓系數(shù)和堅固性系數(shù)對煤層水力壓裂的影響分析[J].煤炭技術(shù)，2016，35（12）：152-154.LI Xin-wang，LV Hua-yong，LI Li.Effects and analysis of different lateral pressure coefficients and consistent coefficient for coal seam hydraulic fracturing[J].Coal Technology，2016，35（12）：152-154.

[20]焦作礦業(yè)學(xué)院瓦斯地質(zhì)研究室.瓦斯地質(zhì)概論[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1991.Gas Geology Research Laboratory of Jiaozuo Mining Institute.Coalbed gas geology[M].Beijing：Coal Industry Press，1991.

[21]申恒明，李國慶，成 龍.不同煤體結(jié)構(gòu)高階煤基質(zhì)的甲烷吸附實驗研究[J].西安科技大學(xué)學(xué)報，2015，35（1）：38-42.SHEN Heng-ming，LI Guo-qing，CHENG Long.Adsorption experiment of methane in different types of tectonically deformed high-rank coals[J].Journal of Xi’an University of Science and Tech nology，2015，35（1）：38-42.

[22]Nathan Deisman，Mehdi Khajeh，Richard J Chalaturnyk.Using geological strength index（GSI）to model uncertainty in rock mass properties of coal for CBM/ECBM reservoir geomechanics[J].International Journal of Coal Geology，2013，112（7）：76-86.

[23]鐘玲文，員爭榮，李貴紅，等.我國主要含煤區(qū)煤體結(jié)構(gòu)特征及與滲透性關(guān)系的研究[J].煤田地質(zhì)與勘探，2004，32（S1）：77-81.

ZHONG Ling-wen，YUAN Zheng-rong，LI Gui-hong，et al.Study on coal structure characteristics and permeability in major coal-bearing areas in China[J].Coal Geology & Exploration，2004，32（S1）：77-81.

[24]白 鴿，張遂安，張 帥，等.煤層氣選區(qū)評價的關(guān)鍵性地質(zhì)條件-煤體結(jié)構(gòu)[J].中國煤炭地質(zhì)，2012，24（5）：26-29.BAI Ge，ZHANG Sui-an，ZHANG Shuai，et al. Key geological conditions for coalbed methane selection evaluation-coal structure[J].Coal Geology of China，2012，24（5）：26-29.

[25]烏效鳴，屠厚澤.煤層水力壓裂典型裂縫形態(tài)分析與基本尺寸確定[J].地球科學(xué)——中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報，1995，20（1）：112-116.WU Xiao-ming，TU Hou-ze.Morphological analysis and geometrical size determination of representative hydraulic fractures in coal seam[J].Earth Science：Journal of China University of Geosciences，1995，20（1）：112-116.

[26]鄧廣哲，王有熙.煤層定向水壓致裂機理研究[J].西安科技大學(xué)學(xué)報，2014，34（6）：664-669.DENG Guang-zhe，WANG You-xi.Mechanism of directional hydraulic fracturing in coal seam[J].Journal of Xi’an University of Science and Technology，2014，34（6）：664-669.

[27]郭啟文，韓 煒，張文勇，等.煤礦井下水力壓裂增透抽采機理及應(yīng)用研究[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2011，39（12）：60-64.GUO Qi-wen，HAN Wei，ZHANG Wen-yong，et al.Study on mechanism and application of hydraulic fracturing and permeability improvement gas drainage in underground mine[J].Coal Science and Technology，2011，39（12）：60-64.

[28]王 鵬，茅獻彪，杜春志，等.煤層鉆孔水壓致裂的裂縫擴展規(guī)律研究[J].采礦與安全工程學(xué)報，2009，26（1）：31-35.WANG Peng，MAO Xian-biao，DU Chun-zhi，et al.Study on the propagation mechanism of the crack for the borehole hydraulic fracturing in coal seam[J].Journal of Mining & Safety Engineering，2009，26（1）：31-35.

[29]鄧廣哲，齊曉華，王 雷.水壓致裂提高塊煤率的機理及應(yīng)用[J].西安科技大學(xué)學(xué)報，2017，37（2）：187-193.DENG Guang-zhe，QI Xiao-hua，WANG Lei.Mechanism and application of lump coal rate improvement based on hydraulic fracturing[J].Journal of Xi’an University of Science and Technology，2017，37（2）：187-193.

[30]孫光中，荊永濱.加卸載作用下構(gòu)造煤峰值前滲透率變化特征試驗研究[J].西安科技大學(xué)學(xué)報，2016，36（2）：193-199.SUN Guang-zhong，JING Yong-bin.Experimental study on pre-peak permeability of coal samples under axial stress loading and unloading[J].Journal of Xi’an University of Science and Technology，2016，36（2）：193-199.