地面鑽井抽採卸壓瓦斯技術與應用研究

2022-10-06 02:39:04 字數 897 閱讀 8300

作者:韓丹

**:《科技創新與應用》2023年第23期

摘要:文章以地面鑽井抽採卸壓瓦斯的原理及煤與瓦斯共採理論依據,結合地面鑽井施工關鍵環節及施工要點,以卸壓瓦斯地面鑽井抽採工程實踐取得的大量資料為依據,提出了卸壓瓦斯地面井井位、井身優化設計方案。研究結果對實現地面井長期穩定高效抽採和煤與瓦斯共採意義顯著。

關鍵詞:地面鑽井;煤與瓦斯共採;鑽井工藝;井位部署

淮北礦區瓦斯突出礦井眾多,瓦斯災害嚴重,為實現煤與瓦斯共採並保障煤礦安全高效開採[1],利用地面鑽井抽採卸壓瓦斯,具有抽放濃度高、抽採率高和施工條件好等優點。考慮到地面鑽井成本較高、施工複雜,為使鑽井能夠充分發揮作用,必須合理確定鑽井引數,以達到高產、高效、安全經濟開採瓦斯和區域性瓦斯治理的目的。因此文章以煤儲層卸壓改造和井孔穩定性理論為依據,合理優化地面鑽井的時空分布關係並提出地面井井位選擇、井身優化設計的方案。

1 卸壓瓦斯抽採原理和地面井井位選擇

淮北礦區煤層具有瓦斯含量高、瓦斯壓力大,煤層透氣性低,預抽效果較差等特點,很容易誘發煤與瓦斯突出事故。因此選擇合理有效的瓦斯抽採方法才是現階段消除瓦斯災害最經濟最實用的技術手段。近年來國內外的實踐表明,通過開採保護層的卸壓作用,可以使上覆煤岩體產生顯著的卸壓增流效應,其透氣性相對卸壓前可增加數千倍。

因此,通過保護層開採的卸壓作用進行地面井抽採,可以取得很好的效果[2],礦井得以安全高效開採。

根據礦山岩石力學理論,劉天泉院士提出:保護層開採後,採場上覆岩層冒落、下沉、移動變形,沿煤層頂板垂向上不同岩層的裂隙發育程度不同,採空區上方形成三帶:即冒落帶,裂隙帶和彎曲下沉帶[3]。

由於頂板岩層的垮落、移動,產生大量層間裂隙,上覆被保護煤層中的瓦斯卸壓解吸後,由吸附狀態變成游離狀態。由於游離瓦斯具有易上浮移動和滲流特性,使採空區上方環形裂隙區內匯集大量瓦斯,因此在環形裂隙區內布置地面抽採鑽孔,能夠獲得最理想的抽採效果[4]。

礦井瓦斯抽採技術標準

本標準規定了瓦斯抽採技術內容和要求。本標準適用於山東能源肥礦集團白莊煤礦。本標準中涉及規範性引用檔案,凡是註明日期的引用檔案,僅註日期的版本適用於本檔案。凡是不注日期的引用檔案,其最新版本適用於本檔案。煤礦安全規程 aq1026 2006煤礦瓦斯抽採基本指標 aq1027 2006煤礦瓦斯抽放規範 ...

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