急倾斜煤层高阶段综放高产高效开采探索与实践——以苇湖梁煤矿+579E1WB_(4+5)急倾斜煤层综放面为例

急倾斜煤层短臂综采工作面水平分层综采放顶煤采煤法,要实现高产高效有一定的难度:在苇湖梁煤矿 579E1WB4 5急倾斜煤层短臂综采放顶煤开采工作面,通过优化采煤工艺和劳动组织,合理确定开采技术参数,开创了最高日产2563t,回采率达到85%的效果,实现了急倾斜煤层综采放顶煤(一井一面)的安全高产高效开采,为集团公司探索并最终实现"四矿联合"生产模式和成功打造千万吨急倾斜高阶段放顶煤开采(技术)的矿区的提供了有力依据.     

准噶尔盆地南缘下-中侏罗统层序地层格架与聚煤规律

应用层序地层学方法,基于对勘探资料以及古生物、地表露头剖面等的分析,将准噶尔盆地南缘下-中侏罗统划分为5个3级层序,并以地层叠置样式、岩性、岩相的变化,细分出低位、湖侵和高位体系域,在连井剖面层序对比的基础上建立了下-中侏罗统层序地层格架。识别出下-中侏罗统主要发育扇三角洲、三角洲、湖泊、沼泽等主要相类型,系统分析了沉积相的构成、演化与分布规律,明确了经典层序格架下的聚煤作用特征。认为层序构型控制了煤层的垂向分布,煤层主要发育在低位末期和高位初期,沉积环境控制了煤层的横向展布。     

顺煤层超长定向孔滑动减阻钻进关键技术研究

煤矿井下大盘区瓦斯治理客观上要求顺煤层超长定向钻孔长度达到3000 m以上,受制于目前煤矿井下定向钻进技术与装备,顺煤层钻孔滑动定向钻进最大孔深不超过2000 m;从定向钻进工艺角度出发,对超长定向钻孔滑动钻进过程中钻进阻力影响因素进行分析,并从理论分析和实钻数据统计的基础上揭示了超长定向钻孔滑动钻进阻力随孔深的变化规律,得出钻具与孔壁之间摩擦阻力随孔深增加加速上升是制约钻进深度的根本原因;基于此开发出煤矿井下水力加压减阻钻进技术及正反扭转减阻钻进技术,分别从改善孔底钻具受力状态和孔口钻具滚动摩擦替代滑动摩擦出发,有效缓解超长定向钻孔钻具托压问题;在保德矿二盘区81210工作面进行了现场应用。试验结果表明:水力加压钻进将钻进阻力缓慢线性增长区域从1000 m以内提升至1500 m以内,正反扭转钻进将2000 m以后滑动钻进压力降低了2~4 MPa,通过水力加压钻进及正反扭转钻进技术结合成功将滑动定向钻进深度提升至2700 m,有效提升了超长定向钻孔轨迹控制精度及钻孔长度,为大盘区瓦斯抽采提供技术保障。     

煤层气选区评价方法探讨——以准噶尔盆地南缘为例

煤层气选区评价历来是煤层气勘探的一个重要环节,其中评价方法的选择关系到能否准确命中目标靶区,近年来的选区评价方法从定性评价逐渐发展为定量评价。以准噶尔盆地南缘为评价区,从定性—半定量—定量评价的思路方法着手,首先选取了典型的5种评价方法,系统地论述了其在煤层气评价选区中的利弊,发现定性评价方法仍有着其广泛运用的空间,虽然现有的定量评价方法进一步降低了主观因素影响,但这5种评价方法均不同程度地存在着主观性、经验性判断。在对这5种方法进行异同点总结的基础之上,笔者进一步引进了主成分分析法这一定量评价方法,避免了主观因素影响,优选出四工河—大黄山区段为有利区段,与前述5种方法结果相同,表明主成分分析法运用于煤层气选区评价是合理可靠的,完全避免了主观因素的影响成为其选区评价的最大优点。在综合分析了各评价方法的优缺点之后,提倡运用初步定性判断—定量评价研究—定性评价验证的思路来进行煤层气的选区评价。     

巨厚煤层开采覆岩含水层破坏模拟——以准东大井矿区为例

本文针对准东矿区巨厚煤层典型赋存特征,以大井矿区为研究对象,通过识别覆岩关键层及含水层,采用UDEC数值模拟方法,建立大井矿区巨厚煤层开采覆岩力学模型,对不同开采方法覆岩含水层破坏进行了模拟研究。结果表明:研究区覆岩关键层分为4层、覆岩含水层共2层;开采厚度相同时,大采高开采覆岩下沉量、裂隙带发育高度及开采对含水层的扰动影响均大于放顶煤开采;采高24m,推进长度为300m时,导水裂隙已发育至含水层Ⅱ;主关键层对覆岩位移、裂隙分布及开采对含水层的扰动影响起关键作用。     

准东大井矿区巨厚煤层开采覆岩含水层渗透特性研究

基于准东大井矿区赋岩柱状及岩性,构建了赋岩物理模型与数值模型。基于该模型,开展了赋岩位移与含水层渗透特性的模拟研究。结果表明:开采首分层覆岩含水层各测点位移随开挖长度的增加而增加;测点1~#物理模拟开挖至70～250m及数值模拟开挖至100～300m时,位移呈快速增加,其后位移变化稳定;测点2~#物理模拟开挖至70～420m及数值模拟开挖至250～500m时,位移呈快速增加,其后位移稳定;测点3~#物理模拟开挖至430～600m及数值模拟开挖至450～600m时,位移快速增加。物理相似模拟及数值模拟各测点变化趋势基本一致;覆岩含水层各测点有效应力与孔隙介质渗透率呈负相关;覆岩含水层各测点有效应力与裂隙介质渗透率呈正相关。开挖1～5分层渗透率大小为:测点1~#测点3~#测点2~#;开挖6～8分层渗透率大小为:测点3~#测点1~#测点2~#;覆岩含水层渗透特性与覆岩孔隙-裂隙双重介质动态变化特征有关,与采动覆岩应力变化具有耦合效应。     

低煤阶厚煤层水平井方位及选层——以吉尔嘎朗图地区为例

为解决低煤阶厚煤层水平井钻井方位及层位优选难题,基于低阶煤应力敏感性机理和多斜交裂缝水平井产气模型,定量研究了水平应力差、裂缝对水平井方位的影响。通过弱面理论、断裂力学建立起煤层气井井壁稳定计算模型,提出针对厚煤层的测(录)井-脆性指数综合选层方法。研究表明:① 沁南煤岩压缩系数为0.038~0.077,鄂东煤岩压缩系数为0.025~0.074;低阶煤比高阶煤的压缩系数大,含水湿样比干样的压缩系数大;升压时的煤岩压缩系数比降压时大,裂缝样压缩系数降幅大于自然样;② 水平应力差会导致渗透率各向异性,压缩系数和水平应力差是影响水平井方位的两个最重要因素,低煤阶水平应力差大于8 MPa或高煤阶水平应力差大于14 MPa后,最优方位近似平行于最小水平主应力方向。裂缝与井眼夹角大于60°后产气最优,缝宽大于3 mm后产气量对缝宽的敏感度明显降低;③ 面割理倾角小于25°时,沿面割理倾向的安全钻井液密度窗口最大,沿面割理走向的安全钻井液密度窗口最小;倾角大于25°后,沿面割理倾向的安全钻井液密度窗口仍最大,走向与倾向之间的安全钻井液密度窗口最小;④ 吉尔嘎朗图地区水平井优选方位为NE90°~114°,JM-X井生产实践表明该选层方法能有效指导厚煤层选层。     

淮南矿区A组煤层底板灰岩钻孔瓦斯喷孔综合探查分析

淮南潘谢矿区A组煤层开拓过程中,在巷道掘进施工钻孔中揭露灰岩发生瓦斯异常喷出现象,其瞬间涌出量大使得巷道掘进地质条件复杂。为查清喷出气体状况,采用地球物理与化学综合勘探方法对气体来源、储气空腔及导气通道等内容进行探查与判断。根据钻孔喷出气体成分及同位素测定,判断灰岩层中集气与A组煤气体不同源,即灰岩层段具有生贮气能力;物探查明在二灰和三灰岩层之间存在多处瓦斯贮气空腔或潜在的贮气空腔,在平面上大致沿轨道上山方位呈串珠状展布,且在三灰岩层中局部岩溶裂隙发育;连通试验表明1煤层底板各岩层之间连通性较好,且主要是通过煤层底板灰岩相连通,其岩溶及裂隙较发育。综合探查分析获取的成果得到后期施工钻孔证实。