作者：李继峰 李海涛 彭学英

高压力确保预裂高质量
 

　　“以前顶板不下来，大伙儿干着急。现在通过超前水预裂，顶板想怎么来压，咱心里有数。”中煤三建朝源煤矿水预裂技术员吴明的一句话，道出了这项技术给生产带来的改变。截至目前，该矿已在连续六个工作面成功应用高压水力预裂技术，压裂效果逐面提升，施工工期持续缩短，走出了一条从“跟跑”到“领跑”的技术进阶之路。

 

　　算法“算”出好方案，压力有了“参照系”

 

　　高压水力预裂，原理不复杂——向岩层注入高压水，把顶板“撑开缝”，削弱岩体强度。但“缝”开在哪儿、开多大、水压给多少，大有讲究。过去主要靠经验，同一套参数换一个面，效果可能就打折扣。

 

　　朝源煤矿借鉴行业先进做法，将算法引入压裂方案设计。技术团队收集前五个工作面的施工数据——岩性、钻孔角度、水压、保压时间、压裂后来压步距——建立数据库，通过算法分析各参数与压裂效果的关联性，为每个新工作面“量身定制”压裂方案。

 

　　“以前定参数靠‘拍脑袋’，现在数据说了算。”矿总工程师赵斌介绍，31106工作面的压裂方案，就是在分析了前五个面的数据后优化的，钻孔布设更精准，水压控制更科学。同时，矿上引入智能压力记录仪，实时采集压裂过程中的压力和流量数据，技术人员通过数据分析判断裂缝是否充分扩展，比用人工观察更及时、更准确。

 

　　此外，矿技术团队还研究了行业内最新的压裂效果智能识别方法——借鉴基于聚类算法的压裂效果等级识别技术，将压裂数据分类为“欠佳、一般、良好、优质”四个等级，对照压裂后的钻孔窥视结果验证识别准确性。虽然朝源煤矿目前尚未完全实现自动化分级评估，但这种“数据对标”的思路已被引入日常分析中：技术人员将每次压裂的压力、流量数据与标准库比对，快速判断该段压裂是否达标，为后续工序调整提供依据。

水预裂施工现场
 

　　借助智能装备，注水有了“火眼金睛”

 

　　技术升级不只在方案层面。借鉴兄弟矿井的经验，朝源煤矿在压裂施工中逐步引入智能监测手段。

 

　　“以前压裂的时候，只能听见泵响、盯着压力表看。现在设备能实时记录压力曲线，哪一段压得好、哪一段有异常，一目了然。”一线操作工梅向红说。矿上在压裂泵组配备了压力记录仪，施工过程中的压力数据全程可追溯，技术人员通过数据分析就能判断裂缝扩展情况，减少了凭感觉操作的盲目性。

 

　　与此同时，矿上借鉴了行业内“压裂作业与钻孔作业平行进行”的组织模式。以往是打完所有钻孔再统一压裂，现在钻孔和压裂交叉作业，打完一个孔就压一段，节省了等待时间。31106工作面的57个钻孔，仅用7天就完成了全部压裂作业，比早期施工缩短了近6天。

现场严格掌握钻孔角度
 

　　持续完善，让技术更“懂”这座矿

 

　　从22105工作面首次“试水”到31106工作面成熟应用，朝源煤矿的高压水力预裂技术走过了“从无到有、从有到精”的过程。首次施工时，操作工对封孔器膨胀压力、保压时间把控还不熟练；到31106工作面时，工人们已经能熟练判断压裂过程中“什么时候该加压、什么时候该停泵”，遇到相邻钻孔返水就知道裂缝已经贯通。

 

　　“技术是别人的，融汇贯通才是自己的。”赵斌说。下一步，矿上计划与科研院所合作，引入更先进的裂缝扩展智能预测模型，通过机器学习分析岩层界面、地应力、注入速率等多因素对裂缝走向的影响，让压裂方案更“聪明”。同时，持续完善压裂效果等级智能识别方法，通过压力与流量数据的聚类分析，实现压裂效果的快速分级评估，为参数实时调整提供依据。

 

　　“连续六个面做下来，效果越来越好，工期越来越短。咱们用这套技术，把顶板治得服服帖帖。”矿长刘伟洋的话，透着底气和硬气。