煤层气地面立体排采技术

来源 :中国煤炭学会矿井地质专业委员会2009年学术论坛 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zkw_2209
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我国煤层气产业进程缓慢,排采工艺创新是关键.直井和单只水平井为一维排采,多分支水平井和U形井为二维排采,结合我国煤储层的特点,提出地面立体排采的方案.其实质是破坏天然煤储层系统,打破该系统的平衡状态.基本思路是通过高效连续地破坏煤储层系统,使其相对均质化,创建一个新的全方位有利于排采的煤储层系统,以促进煤层气解吸—扩散—渗流—运移过程的持续高效进行.它集地质设计、钻井设计、钻井、完并和增产措施于一体,充分利用了增渗、卸压、促进煤层气解吸这些基本增产措施,并采用空间置换(由水平转为垂直)和破坏储层非均质性等新的强化机制,研究并建立适应于复杂地质条件的低成本、低风险、高效益煤层气地面排采技术,是我国也是世界煤层气产业化所面临的、亟待解决的科学技术问题.
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本文在兴隆庄煤矿下组煤开采水文地质补充勘探工作的基础上,分析该矿下组煤各主要充水含水层特征,并根据照相关规范判定兴隆庄矿下组煤属“水文地质条件复杂的矿床”;同时采用地下水动力学中的解析法对下组煤首采区涌水量进行了预测,为兴隆庄矿下组煤安全开采提供设计和决策保障,具有一定的指导意义和实用价值.
概括了带压开采的基本概念,指出带压开采本质是一种特殊的防治水技术,明确了带压开采技术体系的内容,介绍了带压开采最新的研究进展与成果.
建立巷道过断层的数学力学模型,采用ANSYS有限元软件模拟计算巷道过断层时围岩及断层带的应力、应变,进行断层导突水风险评价,提供巷道过断层及断层附近采煤工作面的防治水依据.
鉴于新生界孔隙含水介质的空间不均匀性,其水文地质参数具有结构性和随机性.本文采用地质统计学方法对口孜西井田新生界底部含水层的部分水文地质参数进行空间估值,获得了其分布规律.并通过分析,为含水层的富水性评价及井田开采浅部煤层时合理留设防水煤柱提供理论依据.
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本文收集整理了区内矿井勘探、生产期间的大量矿井瓦斯地质资料,详细分析研究了区内瓦斯赋存地质特征及其瓦斯涌出量与煤层厚度、顶分层开采、开采深度、矿井地质构造和岩浆活动的关系;探讨了区内煤与瓦斯突出特点,预测了主采煤层的突出危险区域,为煤矿瓦斯灾害的治理提供了地质资料.
淮南矿业集团结合保护层开采区域性瓦斯治理,利用采动裂隙“O”形圈理论及“卸压增透”、“卸压增流”的原理,采用地面钻井抽采采动区瓦斯、采空区瓦斯.根据采矿“三带”高度设计钻井结构,针对水文地质条件及采动水平剪切应力大的特点,采取相应的防剪切变形、防渗水堵塞技术,实现了在复杂地质条件下的松软、低渗透性煤层中稳定和连续抽采卸压瓦斯、采空区瓦斯,在类似地质条件的矿区具有很高的推广示范作用.
阳采矿区影响安全生产的主要地质因素为高瓦斯涌出,从而影响煤矿的正常生产,威胁采掘人员的安全.面临高瓦斯问题,阳泉煤矿采用“一进两回”U+L形通风方式,外错布置一条专用排放瓦斯巷;“一进两回”U+I形通风方式,内错布置一条专用排放瓦斯巷.并将综放面初采期瓦斯治理主要分为3个阶段:①加大风量利用通风稀释排放功能治理初采期瓦斯;②增加风量,同时采用采空区埋管抽放治理初采期瓦斯;③减风降压配合采空区埋管和
在突出煤层顶(底)板岩巷施工过程中,运用多种地质方法和手段对施工巷道层位及上覆、下伏突出煤层层位进行有效控制,确保了巷道快速掘进的需要.
在煤与瓦斯突出发生的一般规律中,石门揭煤突出危险性最大,石门揭煤的防突工作是煤矿安全一项重点工作.特别是对于石门揭突出煤层,安全威胁更大.本文从利用地质前探孔、地质勘探孔以及巷道迎头实际揭露的地质资料,分析出煤层的产状,结合钻孔抽采的有效半径,科学合理设计出钻孔的参数,保证采取的防突措施更有效.